способ получения резольвограмм с помощью спекл-структуры и резольвометр для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ получения резольвограмм, включающий прохождение когерентного излучения через затвор и его трансформацию объективом в расходящийся пучок, отличающийся тем, что расходящимся пучком излучения освещают диффузный рассеиватель, рассеянным излучением, ограниченным диафрагмой, освещают исследуемый образец, формируя в его светочувствительном слое заданную размером диафрагмы и расстоянием от диафрагмы до образца спекл-структуру и дважды экспонируя ее, причем между экспозициями вращают образец на заданный угол вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца.

2. Резольвометр, содержащий источник когерентного излучения, затвор, объектив, диафрагму и платформу, отличающийся тем, что снабжен диффузным рассеивателем, а платформа выполнена с угловым отсчетным устройством с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области испытания светочувствительных материалов, в частности к методам и средствам резольвометрии с использованием когерентных источников света.

Известен способ получения резольвограмм, использованный в лазерном резольвометре, заключающийся в том, что оптический тест-объект формируется в интерференционном поле двух расходящихся когерентных пучков и экспонируется на испытуемый светочувствительный материал [1].

Известен лазерный резольвометр, позволяющий за одну экспозицию получать резольвограмму с тремя оптическими тест- объектами, соответствующими различным пространственным частотам. Конструкция лазерного резольвометра содержит коллимированный когерентный источник, дифракционный элемент, выполненный в виде набора расположенных одна под другой дифракционных решеток с изменяющейся не более чем на октаву пространственной частотой, специальные фокусирующие элементы и диафрагму, сменные светофильтры, испытуемый материал [1].

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что лазерный резольвометр предполагает использование достаточно сложных оптических элементов -дифракционная решетка с переменной пространственной частотой, сфероцилиндрический компонент и позволяет получить ограниченный интервал пространственных частот. Это объясняется тем, что известное устройство не использует когерентные свойства лазерного излучения полностью, и это усложняет устройство, ограничивает увеличение производительности и возможность автоматизации процесса.

Известны устройство и реализованный с его помощью способ получения резольвограмм, заключающийся в одновременном экспонировании нескольких тест-объектов, полученных в результате интерференции нескольких пар когерентных пучков с изменяющейся интенсивностью [2].

Особенностью интерференционного резольвометра в отличие от традиционных, использующих резольвометрические миры, является получение оптического тест-объекта в виде синусоидального распределения освещенности путем интерференции нескольких пар когерентных пучков различной интенсивности, записывающих при заданном значении угла схождения синусоидальные резольвограммы с одинаковой переменной пространственной частотой и различной экспозицией.

Недостаток интерференционного резольвометра и способа получения резольвограмм на его основе заключается в том, что получение резольвограмм с различной пространственной частотой требует повторения экспозиции, ограничивает увеличение производительности и возможность автоматизации процесса.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности получения резольвограмм и упрощении устройства для получения резольвограмм.

Технический результат достигается тем, что в способе получения резольвограмм, включающем прохождение когерентного излучения через затвор и его трансформацию объективом в расходящийся пучок, новым является то, что расходящимся пучком излучения освещают диффузный рассеиватель, рассеянным излучением, ограниченным диафрагмой, освещают исследуемый образец, формируя в его светочувствительном слое заданную размером диафрагмы и расстоянием от диафрагмы до образца спекл-структуру и дважды экспонируя ее, причем между экспозициями вращают образец на заданный угол вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца.

Резольвометр, содержащий источник когерентного излучения, затвор, объектив, диафрагму и платформу, согласно изобретению снабжен диффузным рассеивателем, а платформа выполнена с угловым отсчетным устройством с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца.

Резольвометр использует фундаментальное свойство диффузно рассеянных когерентных оптических пучков, в которых в результате интерференции возникает пятнистая структура - спекл-структура [3]. Дважды экспонированная на испытуемый светочувствительный материал со смещением в промежутке между экспозициями на расстояние p спекл-структура является оптическим тест-объектом, спекл-резольвограммой и представляет собой хаотически расположенные пары экранов с радиальным распределением оптической плотности в пределах одного спекла, пропорциональным функции Бесселя первого рода нулевого порядка для области нормальных экспозиций. Размеры спеклов в плоскости образца определяются величиной /, где - длина волны используемого излучения, - угловой размер радиуса диафрагмы, определенный с поверхности образца.

На чертеже представлена оптическая схема резольвометра.

Резольвометр содержит источник когерентного излучения (лазер) 1, затвор 2, объектив 3, диффузный рассеиватель 4, диафрагму 5, вращающуюся платформу с угловым отсчетным устройством 6 и образец испытуемого светочувствительного материала 7.

Устройство работает следующим образом. Световой пучок источника излучения 1 проходит через фотозатвор 2, обеспечивающий необходимую экспозицию для испытуемого светочувствительного материала, трансформируется объективом 3 в расходящийся пучок, который освещает диффузный рассеиватель 4, представляющий собой стеклянную пластину с прозрачной и шероховатой поверхностями. Диффузно рассеянное излучение ограничивается диафрагмой 5 и освещает испытуемый образец 7, формируя в светочувствительном слое заданную размером диафрагмы и расстоянием от диафрагмы до образца спекл-структуру. Интерференция когерентного света, рассеянного хаотически расположенными микронеровностями диффузного рассеивателя, а также дифракция рассеянного пучка на диафрагме 5 создают в объеме светочувствительного материала области с максимальной и минимальной освещенностью, размеры которых соответствуют размерам спеклов. Полученная на испытуемом светочувствительном материале спекл-структура дважды экспонируется, причем между экспозициями поворотное устройство платформы вращает образец на любой, произвольно заданный угол вокруг оси, перпендикулярной плоскости образца.

Дважды экспонированная спекл-структура образует спекл-резольвограмму в виде пар хаотически расположенных пространственных экранов (отверстий), расстояние между которыми и соответственно интервал пространственных частот определяются размерами спеклов, углом поворота и расстоянием конкретной пары до оси вращения.

При этом на всех пространственных частотах сохраняются условия освещения и экспозиции, необходимый интервал пространственных частот задается углом поворота образца, радиусом диафрагмы и расстоянием от образца до диафрагмы.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А.с. СССР N 1392538 A, G 03 C 5/02.

2. А.с. СССР N 1612273 A1, G 03 C 5/02 (прототип).

3. М. Франсон, Оптика спеклов, М., "Мир", 1980 г.