Спосіб реєстрації інтерферограм

УКРАЇНА МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ (із) U A (із, А ( іі»46944 (51,6 G01B9/029, G03H1/04 ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД видається під відповідальність власника патенту (54, СПОСІБ РЕЄСТРАЦІЇ ІН ТЕ РФ ЕРО ГРАМ (21,2000010373 (22, 24 01 2000 (24,17 06 2002 (46,17 06 2002, Бюл № 6, 2002 р (72, Гріневський Андрій Григорович (73, ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (57, Спосіб реєстрації штерферограм, що полягає в освітленні об'єісга і реєструючого середовища когерентним випромінюванням за допомогою елементів інтерферометра, збудженні коливань об'єкта з заданою частотою й амплітудою, формуванні штерферограми, яку записують на реєструюче середовище при часі експонування, що перевищує період коливань об'єкта, який відрізняється тим, що з допомогою елементів додаткового інтерферометра освітлюють об'єкт і додаткове реєструюче середовище когерентним випромінюванням, формують додаткову штерферограму, що записують на додаткове реєструюче середовище при часі експонування, що перевищує період коливань об'єкта, причому забезпечують розбіжність резонансних частот елементів додаткового інтерферометра з резонансними частотами елементів інтерферометра Винахід відноситься до голографічної інтерферометри і може застосовуватися для одержання штерферограм вібруючих об'єктів Винахід дозволяє визначати форми і розподіл амплітуди коливань по поверхні різних натурних деталей, вузлів, агрегатів і конструкцій, а також їхніх моделей Крім того винахід може застосовуватися для неруйнуючого голографічного контролю при виявленні дефектів шляхом збудження вібрацій об'єкта і реєстрації штерферограм Є відомим спосіб одержання голографічних інтерферограм, коли для запису використовують ПОСЛІДОВНІСТЬ коротких лазерних імпульсів, синхронізованих із фазою вібруючого об'єкта При одержанні штерферограм реєструюче середовище освітлюють короткими світловими імпульсами коли об'єкт знаходиться в станах ВІДПОВІДНИХ ЙОГО максимальному позитивному і максимальному негативному зсуву (Вест Ч Топографическая интерферометрия - М Мир, 1982-С 225) Зазначений спосіб вимагає формування сери лазерних імпульсів , синхронізованих із певними положеннями об'єкта Однак лазерні імпульси не синхронізують із положеннями елементів інтерферометра, що являють собою механічні тримачі жорстко закріпленими в них оптичними деталями Вібрації об'єкта можуть викликати коливання механічних тримачів що передаються оптичним деталям, А коливання оптичних деталей приводять до того, що штерферограма не записується або до різко погіршується и якість Найбільше близьким технічним рішенням являється спосіб одержання штерферограм вібруючих об'єктів з усередненням у часі (Вест Ч Голографическая интерферометрия - М Мир 1982-С 186 - 197) Даний спосіб полягає в освітленні об'єкта і реєструючого середовища когерентним випромінюванням з допомогою елементів інтерферометра, збудженні коливань об'єкта з заданою частотою і амплітудою, формуванні штерферограми який записують на реєструюче середовище при часі експонування перевищуючим період коливань об'єкта Основним недоліком даного способу одержання штерферограм з усередненням у часі являється те, що коливання елементів викликані вібраціями об'єкта, приводять до погіршення якості або повного зникнення зображення що відновлюється з штерферограми Добором резонансних частот елементів інтерферометра усунути цей недолік не можливо Для правильного добору резонансних частот елементів потрібно знати резонансні частоти об'єкта, а саме вони визначаються в ході голографічного експерименту Крім того, кожний об'єкт має свій набір резонансних частот і навіть якщо вдасться домогтися розбіжності з ними резонансних частот елементів усе рівно при заміні об'єкта буде потрібно переналагодження інтерферометра Задачею винаходу являється підвищення інформативності аналізу вібруючих об'єктів (О 46944 Поставлена задача вирішується за рахунок тоДосягається збільшення діапазону досліджуваних го, що у відомий спосіб реєстрації штерферограм вібрацій об'єкта Оскільки в однім з інтерферометвібруючих об'єктів, що полягає в освітленні об'єкта рів забезпечується нерухомість смуг утворюючих і реєструючого середовища когерентним випроміінтерферограму, то не відбувається падіння її динюванням про допомогою елементів інтерферомефракційної ефективності і немає погіршення якості тра, збудженні коливань об'єкта з заданою частоабо зникнення відновленого зображення Досягатою й амплітудою , формуванні штерферограми ється підвищення якості інтерферограм За рахуяку записують на реєструюче середовище при часі нок збільшення діапазону досліджуваних вібрацій і експонування перевищуючим період коливань об'підвищення якості інтерферограм досягається єкта, внесені удосконалення, які полягають утому, технічний результат - підвищення інформативності що, за допомогою елементів додаткового інтераналізу вібруючих об'єктів ферометра освітлюють об'єкт і додаткове реєстНа малюнку схематично зображений пристрій руюче середовище когерентним випромінювандля реалізації способу що заявляється ням, формують додаткову інтерферограму яку Пристрій містить інтерферометр до складу записують на додаткове реєструюче середовище якого входять при часі експонування перевищуючим період ко- лазер 1 ливань об'єкта, причому забезпечують розбіжність - світлодідитель 2 резонансних частот елементів додаткового інтер- дзеркала 3, 6 ферометра з резонансними частотами елементів - формуватель опорного пучка 4 інтерферометра - реєструюче середовище 5 При здійсненні винаходу досягається підви- формуватель предметного пучка 7 щення інформативності аналізу вібруючих об'єктів і додатковий інтерферометр до складу якого за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ частот на який входять реєструються штерферограми об'єкта і підвищен- лазер 8 ня якості інтерферограм що записуються - світлоділитель 9 У способі-прототипі інтерферограму вібруючо- дзеркала 10, 13 го об'єкта записують на одне реєструюче середо- формуватель опорного пучка 11 вище Відомо ЩО вібрації і зміщення елементів - додаткове реєструюче середовище 12 голографічного інтерферометра під час експозиції - формуватель предметного пучка 14 викликають різку втрату якості відновленого зоЗа допомогою пристрою досліджуються вібрабраження аж до його зникнення (Островский Ю И , ції об'єкта 15 Бутусов М М , Островская Г В Топографическая Голографічні штерферограми об'єкта 15 одеринтерферометрия, - М, Наука, 1977 - С 130) Ележують методом усереднення в часі Інтерферогменти голографічних інтерферометрів (тобто мераму записують інтерферометром Пучок світла ханічні тримачі з жорстко закріпленими в них оптивід лазера 1 розділяють світлоділителем 2 на опочними деталями) мають різні маси і положення рний і предметний пучки Опорний пучок направцентру ваги а отже резонансні частоти, що відрізляють дзеркалом 3 через формуватель опорного няються (Кольер Р , Беркхарт К , Лин Л Оптичеспучка 4 на реєструюче середовище 5 Предметний кая голография - М Мир, 1973 - С 200 - 201 пучок направляють дзеркалом 6 через формуваГинзбург В М , Степанов Б М Голографические тель предметного пучка 7 на об'єкт 15 і дані відбиизмерения - М Радио и связь, 1981 - С 19-22) вають об'єктом 15 на реєструююче середовище 5 Коли частот вібрацій об'єкта збігається з резонанДодаткову інтерферограму записують додатковим сною частотою елемента голографічного інтерфеінтерферометром Пучок світла від лазера 8 розрометра відбувається збудження його коливань і діляють світлоділителем 9 на опорний і предметштерферограма не реєструється або різко погірний пучки Опорний пучок направляють дзеркалом шується й якість Таким чином, вібрації об'єкта на 10 через формуватель опорного пучка 11 на додачастотах які збігаються з резонансними частотами ткове реєструюче середовище 12 Предметний елементів у способі-прототипі не реєструються пучок направляють дзеркалом 13 через формуватель предметного пучка 14 на об'єкт 15 і далі відУ способі реєстрації інтерферограм, що заявбивають об'єктом 15 на додаткову реєструюче ляється, можливий збіг частоти вібрації об'єкта з середовище 12 Збуджують коливання об'єкта з резонансною частотою коливань елемента інтерзаданою частотою й амплітудою Записують (одферометра або елемента додаткового інтерфероночасно або послідовно) інтерферограму на реметра Це приводить до збудження коливань елеєструюче середовище 6 і додаткову інтерферогмента інтерферометра або додаткового раму на додаткову реєструюче середовище 12 інтерферометра, отже на одному із реєструючих середовищ штерферограма не буде записана ОдПри одночасному записі інтерферограм для нак, елементи, резонансні частоти яких не збігавиключення засвічування додаткового реєструюються з частотою вібрації об'єкта, залишаються чого середовища 12 лазером 1 і реєструючого сенерухомими і на другому реєструючому середоредовища 5 лазером 8 можна використовувати вищі штерферограма буде записана У способі, що лазери з різними довжинами хвиль випромінюванзаявляється, забезпечується нерухомість елемення й установити перед реєструючим середовищем тів одного з інтерферометрів і запис штерферог5 фільтр що не пропускає випромінювання лазера рами на одному із реєструючих середовищ, штер8, а перед додатковим реєструючим середовищем ферограми будуть зареєстровані на всіх частотах 12 фільтр що не пропускає випромінювання лазевібрації об'єкта , у тому числі і на частотах які збіра 1 гаються з резонансними частотами елементів При послідовному записі під час реєстрації ін терферограми для виключення засвічування додаткового реєструючого середовища 12 лазером 1 перед ним потрібно установити непрозорий екран, а під час реєстрації додаткової штерферограми для виключення засвічування реєструючого середовища 6 лазером 8 перед ним потрібно установити непрозорий екран Розбіжність резонансних частот елементів інтерферометра і додаткового інтерферометра забезпечується при виконанні способу в такий спосіб, Елементи інтерферометра і додаткового інтерферометра являють собою механічні тримачі з жорстко закріпленими в них оптичними деталями У якості механічних тримачів використовуються юстируємі головки голографічної установки серії УИГ (Так механічні тримачі називаються в описі установки УИГ22К і в книзі Голография Методи и аппаратура - М Сов радио 1974 - С 261, мал 8, 10) Резонансні частоти елементів залежать від висоти, маси і положення центру ваги, причому враховується вплив встановленої оптичної деталі на масу і положення центру ваги Застосовуються наступні оптичні деталі Світлоділителі - плоскопаралельні пластини розміру 50 х 50 х 2, 6мм Дзеркала - такі ж пластини з відбиваючим покриттям Реєструючі середовища - фотопластинки ПФГ-03 розміру 50 х 50 х 2,6мм Формувателі предметних і опорних пучків - плосковипуклі лінзи квадратної форми 50 х 50мм із середньою товщиною 2, 6мм, оптична вісь яких збігається про центром квадрата Оптичні деталі встановлюють у юстируємі головки 46944 так, щоб центр деталі збігався з центром головки а плоска поверхня деталі збігалася з бічною поверхнею затисків головки Елементи інтерферометра регулюються так, щоб їхні центри (тобто центр кожної юстируємої головки) були на однаковій відстані від робочої плити установки, наприклад 25см, Однакові маси, положення центру ваги і висоти юстируємих головок із закріпленими оптичними деталями забезпечують рівність резонансних частот Елементи додаткового інтерферометра регулюються так, щоб їхні центри (тобто центр кожної юстируємої головки) були на однаковій відстані від робочої плити установки, наприклад 20см Елементи додаткового інтерферометра також мають рівні резонансні частоти Оскільки висоти елементів інтерферометра і додаткового інтерферометра відрізняються, їхні резонансні частоти не збігаються ВІДМІННІСТЬ резонансних частот можна забезпечити також шляхом застосування в інтерферометрі і додатковому інтерферометрі елементів з однаковою висотою але різними масами або положеннями центру ваги При використанні способу що заявляється наявність хоча б одного інтерферометра з нерухомими елементами підвищує інформативність аналізу вібруючих об'єктів Розбіжність резонансних частот елементів інтерферометра і додаткового інтерферометра забезпечує запис принаймні однієї штерферограми при будь-якій частоті вібрації досліджуваного об'єкта ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71