пропускают луч газового лазера 1 через диафрагму 2 и ориентируют зеркала 4—6 и делительную пластину 3 так, чтобы лучи, прошедшие через делительную пластину, отразились от зеркал 4, 5, 6 и вновь 6, 5, 4 и совместились с диафрагмой 2;
отодвигают малый рейтер с зеркалом 6 от своего рабочего положения и ориентируют импульсный лазер 7 так, чтобы луч газового лазера 1, пройдя через делительную пластину 3 и отразившись от зеркал 4 и 5, попал на выходное окно импульсного лазера 7, при этом луч, отраженный от выходного зеркала импульсного лазера, попадает на диафрагму 2. Оптическая ось импульсного лазера 7 оказывается совмещенной с оптической осью газового лазера 1.
1, II, .... ш—/—направления просвечивания
Черт. 2 '
На втором этапе юстируют голографическую схему. Для этого малый рейтер с зеркалам 5 устанавливают в рабочее положение» а малый рейтер с зеркалом 5 отодвигают по приспособлению УИГ 1.30.000 в сторону оптической оси схемы.
В качестве направления оптической оси при построении и юстировке голографической схемы используют направление луча газового лазера 1, отраженного от4 зеркала 6. При этом выполняют следующие операции;
закрепляют на поверхности виброустойчивого стола приспособление УИГ 1.30.000 так, чтобы на них установить рейтеры УИГ 1.12.000 с оптическими элементами согласно схеме, приведенной на черт. 2;
закрепляют в юстировочных головках РО 41.24.00.000 зеркала 13, 20,18,17,10,9, 8 и делительные пластины 14,21, 22 (коэффициенты отражения делительных пластин 41,J1, 22 на длине волны 0,6943 мкм составляют около 25,33,50 % соответственно);
устанавливают юстировочные головки, расширители 15,16,19, 12, УИГ 7.10.000, универсальный держатель УИГ 1.29.000 и стол УИГ 1.11.000 в малые рейтеры; хустанавливают малые рейтеры на приспособления УИГ 1.30.000, руководствуясь оптической схемой, приведенной на черт. 2;
ориентируют оптические элементы схемы в соответствии с черт. 2, используя в качестве оптической оси луч лазера /;
афокальные насадки 15, 16, 19 устанавливают так, чтобы расширенные ими потоки излучения проходили через объект и попадали на разные непересекаюшиеся участки фотопластинки. Афо- кальную насадку 12 устанавливают так, чтобы расширенный ею поток излучения попадал на фотопластинку, накладываясь на все предметные пучки. Для стандартных фотопластинок размером 9X2 диаметр объектных пучков в плоскости фотопластинки составляет около 50 мм. При измерениях распределения показателя преломления в нестационарных объектах с максимальным размером более 50 мм заменяют афокальные насадки на оптические системы с требуемым размером апертуры в соответствии с п. 4.1.4.
После окончания юстировки оптической схемы дважды экспонируют фотопластинку в соответствии с п. 4.1.5, предварительно отодвинув зеркала 5 и 6 из. рабочего положения, используемого при юстировке схемы, черт. 2. Для экспонирования схемы используют импульсный лазер 7.
ОБРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ
Получение фотографий гол о г р афиче с ки х интерферограмм
Получение фотографий голографических .интерферограмм осесимметричного объекта
Фотографии голографических интерферограмм осесимметричного фазового объекта получают согласно оптической схеме, приведенной на черт. 3, которую собирают и юстируют следующим образом:
на виброустрйчивом столе установки типа УИГ-12 закрепляют приспособления УИГ 1.30.000 гак, чтобы на них установит^ малые рейтеры УИГ 1.12.000 с афокальнбй насадкой 2, голограммой 3, объективом «Индустар-37» 4 и фотокамерой 5;
устанавливают на приспособления малые рейтеры с закрепленными в них элементами 2—5;
включают газовый лазер 1 типа ЛГ-38 и пропускают поток излучения через афокальные насадки 2 и голограмму 3;
поворачивают голограмму 3 вокруг вертикальной оси, наблюдая на белом листе бумаги, расположенном за голограммой в области объектива 4, восстановленный объектный луч. Фиксируют положение голограммы, при котором наблюдается максимальная яркость восстановленного луча;
устанавливают и Юстируют объектив 4 так, чтобы восстановленный луч проходил через его параксиальную область;
устанавливают,фотокамеру 5 так, чтобы сфокусированная интерференционная картина попадала на фотопленку;
экспонируют фотопленку, используя затвор фотокамеры, с различными выдержками; после химико-фотографической обработки пленки определяют оптимальный режим фотосъемки для данной голограммы и используемой фотопленки. Для фотосъемки допускается-яспользовать фотопленки типов КН-1, КН-2, КН-3, КН-4, Фото-32,Фото-65,Фото-130,Микрат-300.
ПолученИе фотографий голографических интерферограмм несимметричного фазового объекта
Фотографии голографических интерферограмм несимметричного фазоного объекта получают; руководствуясь оптической схемой, приведенной на чёрт. 4, которую собирают и юстируют в соответствии с п. 5.1.1. Последовательно проводят фотосъемку голографических интерферограмм, снятых при углах просвечивания объекта 0°, 60° и 120°.
Предварительная обработка фотографий голографических интерферограмм с целью получения исходных экспериментальных данных для ввода в ЭВМ
На фотографии голографических интерферограмм накладывают координатные сетки. За ось абсцисс принимают проекцию выбранного сечения интерферограммы на плоскости фотографии. Если граница изучаемого сечения является окружностью, за начало координат принимают точку, расположенную на половине расстояния между крайними интерференционными полосами. При произвольной известной форме границы измеряемого сечения вокруг него описывают окружность, центр которой лежит на оси вращения и служит началом координат, и эту окружность считают границей измеряемого сечения, полагая, что в области, где отсутствует объект, значение изменения показателя преломления Дп = 0; центр описанной окружности принимают за начало координат. При неизвестной форме границы исследуемого сечения выбирают диаметр описанной окружности не меньше максимальной из проекций выбранного сечения неоднородности на плоскости интерферограмм. Для определения начала координат в выбранном сечении объекта также может быть использован репер, вводимый при одном из экспонирований в область объектного пучка, где разме- ■ щается объект.
При регистрации голографических интерферограмм в полосах бесконечной ширины по выбранному сечению определяют положительные и отрицательные координаты {р, } центров каждой полосы, начиная с первой, т. е. с крайней полосы интерферограммы, которой соответствует изменение оптической длины пути внутри объекта на Х/2, где % — длина волны используемого излучения. Для полученных-точек {pi} на оси ординат строят соответствующие значения функции изменения оптической длины пути в объекте, отнесенные К длине ВОЛНЫ Л, Т. Є. Ф(Рі) = у при ус
ловии монотонного возрастания номеров полос. Значения Ф(Р/ ) определяют в точках экстремумов, перегибов, в граничных течках.
При получении голографических интерферограмм в полЪсах конечной ширины дискретные значения функции Ф(р; ) определяются как величины Ф(д-) смешения интерференционной полосы вдоль оси ординат,’ при совладании той же полосы в невозмущенной области с осью абсцисс, отнесенные к периоду d полос конечной ширины в невозмущенной области
:
Полученную кривую Ф(Р<) аппроксимируют до Ф(р)=0. Эту операцию выполняют для каждого направления просвечивания , т. е. для каждой из имеющихся интерферограмм данного объекта. В результате получают набор координат точек {р(} и соот- - ветствующих значений Ф(рг) для каждого направления просвечивания. Максимальное значение (pz), при котором выполняется условие Фірм )=0, принимают за размер неоднородности р0.
Входными данными для программы расчета распределения показателя преломления являются наборы нормированных координат 1—^—4 и соответствующих им значений функции Ф(р;) для I Ро J
каждого направления просвечивания. Для осесимметричных объектов входными данными являются набор нормированных координат] Pl І и соответствующих им значений функций Ф(р; ) для
I Ро J
одного направления просвечивания.
Разработка программы для расчета на ЭВМ и с кр мого распределения показателя преломления (алгоритм и указания).
Программа для расчета на ЭВМ распределения показателя преломления позволяет получать пространственное распределение Ап (х, у, г) в зоне регистрации путем решения двумерной задачи для ряда сечений z = const с использованием функции обращения преобразования РадонЛ на плоскости:
Дга(г, ©)= - , ■ (1.)
' ’ ’ 4п2р0(j dp . p—r-cos(q)—0) ’ ' '
где Ф(р,?>) —функция изменения оптической длины пути, задаваемая в точках pi,..., рп на отрезке [-1,1] в направлении просвечивания'<pi,..., ;
|р|, у — параметры нормального уравнения луча; •
рмаксимальный размер неоднородности вдоль радиуса;
X — длина волны зондирующего излучения;
г, 0 — полярные координаты в сечении неоднородности.
При этом используются приближения экспериментальной функции, заданной в точках {pi} на отрезке [-1,1] кубическими сплайнами для каждого направления луча <р/ .
Выражение для производной кубического сплайна имеет вид: где ht=pi—pi-! ; {uj— коэффициенты вторых производных в узлах функции Ф,.
g'(p) = -
Ф/-Ф.-1
hi
(2)
“Используя выражение для g'(p) и проведя ряд преобразований, приходят к выражению для Sp.
і <ЗФ(/>, <р ) dp «
= I, дГ~ ‘ 7-rcos(yy-e) =3/'4z£2
