Поляриметр зображення

Поляриметр зображення, що містить джерело випромінювання з розширювачем пучка, поляризатор, досліджуваний зразок, аналізатор, двомірний фотоприймач, комп'ютер, який відрізняється тим, що як джерело випромінювання використаний газовий лазер, після якого розташовані поворотний пристрій регулятора інтенсивності випромінювання з розміщеними в Винахід відноситься до галузі оптичного приладобудування, а саме, до пристроїв оптикофізичних вимірювань і може бути використаний для вимірювання параметрів оптичної анізотропії прозорих недеполяризуючих просторово неоднорідних об'єктів та систем Відомий пристрій для вимірювання параметрів фотопружності напружених зразків з використанням ЛІНІЙНО поляризованого падаючого світла (Кіhara T Automatic whole-field measurement of photoelasticity using linearly polarized light Proc 9th ICEM Copenhagen, 1990, p 821-827) Цей пристрій складається з лазера, першої чвертьхвильової пластинки, першого ЛІНІЙНОГО поляризатора, розширювача пучка, досліджуваного зразка, другої чвертьхвильової пластинки, другого ЛІНІЙНОГО поляризатора, відеокамери, комп'ютера Зображення, зареєстровані відеокамерою, оцифровуються і вводяться в комп'ютер Комп'ютер керує обертанням ЛІНІЙНИХ поляризаторів і другої чвертьхвильової пластинки Недоліками даного пристрою є 1) розширювач пучка розміщений між першим ЛІНІЙНИМ поляризатором і зразком, тому він може вносити зміни в поляризацію світлової хвилі, яка потрапляє на зразок, що веде до виникнення систематичних ньому ЛІНІЙНИМ поляризатором і чвертьхвильовою пластинкою і додатково введений перемішувач когерентності, а поляризатор складений з першого ЛІНІЙНОГО поляризатора і чвертьхвильової пластинки, розміщених у поворотному пристрої, приведеному в дію кроковим двигуном через контролер, зв'язаний з одним з виходів комп'ютера, а інший вихід комп'ютера через другий контролер під'єднаний до другого крокового, двигуна, який приводить в дію поворотний пристрій аналізатора з розміщеним в ньому другим ЛІНІЙНИМ поляризатором, оснащеним позиційним датчиком, під'єднаним через контролер до одного з входів комп'ютера, другий вхід комп'ютера через інтерфейс зв'язаний з відеокамерою, яка реєструє зображення зразка, утворене об'єктивом, розміщеним після аналізатора похибок вимірювання, 2) використання лазера як джерела випромінювання приводить до спеклструктури (плямистості) зображення, зареєстрованого відеокамерою, а отже, погіршується точність вимірювань, 3) пристрій дозволяє визначати розподіл лише двох параметрів оптичної анізотропії орієнтацію головних осей індикатриси і відносну різницю фаз власних станів поляризації Найбільш близьким за технічною суттю - прототипом, є пристрій для вимірювання параметрів оптичної анізотропії прозорих зразків, який складається з джерела випромінювання, першого ЛІНІЙНОГО поляризатора, зразка, аналізатора поляризації, фотоприймача та комп'ютера (Glazer А М , Cosier J Method and apparatus for indicating optical anisotropy UK Patent GB 2310925 A, 1977) Монохроматична світлова хвиля пропускається через оптичну схему в напрямі від першого ЛІНІЙНОГО поляризатора через зразок до аналізатора поляризації, зображення зразка реєструється за допомогою двомірного фотодетектора - відеокамери Джерело випромінювання складається з джерела білого світла (лампи) і монохроматичного фільтра Аналізатор поляризації становить собою циркулярний поляризатор і складається з чвертьхвильової пластинки і другого ЛІНІЙНОГО поляриза (О о> (О 00 ю 58696 трьох параметрів оптичної анізотропії по зображенню зразка, що дозволить забезпечити підвищення інформативності поляризаційно-оптичних вимірювань Вказаними параметрами оптичної анізотропії є орієнтація головних осей перерізу оптичної індикатриси, відносна різниця фаз власних станів поляризації та еліптичність власних станів поляризації Як джерело випромінювання використовується газовий лазер, який забезпечує високий ступінь монохроматичності випромінювання і дозволяє легко отримати колімований світловий пучок Для зондування зразка використовується широкий паралельний світловий пучок Авторами запропоновано використати перемішувач когерентності для усунення спекл-структури (плямистості) зображення, яка є характерною для випадку використання лазерних джерел випромінювання Поляризатор побудований у вигляді еліптичного поляризатора і складається з першого ЛІНІЙНОГО поляризатора і чвертьхвильової пластинки Зображення зразка реєструється за допомогою двомірного фотоприймача Керування процесом вимірювання, реєстрація ПОСЛІДОВНОСТІ зображень зразка для різних кутових положень елементів оптичної схеми, обробка експериментальних даних і представлення результатів вимірювань здійснюється за допомогою персонального комп'ютера Для цього створене спеціальне програмне забезпечення На фіг 1 зображена принципова схема поляриметра зображення, де І - джерело випромінювання, в якому 1 - газовий лазер, 2 - поворотний пристрій регулятора інтенсивності випромінювання, 3 - ЛІНІЙНИЙ поляризатор, 4 - чвертьхвильова пластинка, 5 - перемішувач когерентності, 6 - розширювач пучка, 7 - просторовий фільтр, II - складений поляризатор, в якому 8 - перший ЛІНІЙНИЙ поляризатор, 9 - чвертьхвильова пластинка, 10 поворотний пристрій, III - досліджуваний зразок, IV - аналізатор, в якому 11 - другий ЛІНІЙНИЙ поляризатор, 12 - поворотний пристрій, 13 - об'єктив, 14 відеокамера, V - модуль керування, в якому 15 інтерфейс відеокамери, 16 - комп'ютер, 17 - контролер крокового двигуна, 18 - кроковий двигун, 19 - контролер позиційного датчика аналізатора Фіг 2 Схема експерименту по вимірюванню параметрів оптичної анізотропії в скляному диску, стиснутому по діаметру 1 - скляний диск, 2 - наваАвторами вперше запропоновано використати нтажувальний пристрій, R - радіус диска, Р - зосепоняття інваріантних напрямків та кутів в поляриреджена сила, X, Y - осі координат метри (G Szivessy imd СІ Munster Uber die Фіг 3 Залежність інтенсивності І від азимуту Prufung der Gitteroptik bei aktiven Knstallen // Anаналізатора А для одного піксела зображення зразка А т - азимут локального мінімуму, l m - інтенсиnalen der Physik — 1934 — В 20, F 5, P 703-736, вність локального мінімуму Бережной И В , Влох О Г, Шопа Я И Способ определения характеристических углов прозрачных Фіг 4 Залежність параметрів локальних мінівеществ Авт свид СССР № 1383996, 1987) та мумів від азимуту зондуючої хвилі А т - азимут схему поляризатор-компенсатор-зразоклокальних мінімумів, l m - інтенсивність локальних мінімумів, Р - азимут великої осі еліпса поляризації аналізатор (PCSA) з вхідним еліптичносвітлової хвилі на вході зразка, Рді - азимут поляполяризованим світлом (И В Бережной, С Ю ризації зондуючої світлової хвилі, який відповідає Трач Инвариантный способ определения поляриглобальному мінімуму інтенсивності, Аді - азимут зационно-оптических свойств недеполяризующих поляризації світлової хвилі на ВИХОДІ зразка, який сред Авт свид СССР № 1702767, 1991) для повідповідає глобальному мінімуму інтенсивності будови поляриметра з широким колімованим світловим пучком і двомірним фотоприймачем Це дає Фіг 5 Залежність параметрів анізотропії змогу визначати розподіл в загальному випадку вздовж діаметра диску 1 - різниця фаз Г, 2 - орієн тора Зображення, зареєстровані відеокамерою, за допомогою інтерфейсу відеокамери оцифровуються і вводяться в комп'ютер Комп'ютер керує обертанням першого ЛІНІЙНОГО поляризатора за допомогою крокового двигуна Недоліками даного пристрою є 1) використання лампи білого світла з монохроматичним фільтром в якості джерела випромінювання утруднює формування колімованого (паралельного) світлового пучка і дозволяє досягти значно нижчого ступеня монохроматичності світлової хвилі порівняно з лазерними джерелами, 2) для кожної точки зображення зразка визначається лише два параметри оптичної анізотропії - орієнтація головних осей перерізу оптичної індикатриси та відносна різниця фаз власних станів поляризації В основу винаходу поставлено задачу удосконалити поляриметр зображення шляхом використання певних елементів при новому схемному рішенні пристрою, що дозволить забезпечити підвищення інформативності поляризаційнооптичних вимірювань та автоматизувати процес вимірювань Поставлена задача вирішується так, що у поляриметрі зображення, що складається з джерела випромінювання з розширювачем пучка, поляризатора, досліджуваного зразка, аналізатора, двомірного фотоприймача, комп'ютера, як джерело випромінювання використаний газовий лазер, після якого розташовані поворотний пристрій регулятора інтенсивності випромінювання з розміщеними в ньому ЛІНІЙНИМ поляризатором і чвертьхвильовою пластинкою і додатково введений перемішувач когерентності, а поляризатор складений з першого ЛІНІЙНОГО поляризатора і чвертьхвильової пластинки, розміщеними у поворотному пристрої, приведеному в дію кроковим двигуном через контролер, пов'язаний з одним з виходів комп'ютера, а інший вихід комп'ютера через другий контролер під'єднаний до другого крокового двигуна, який приводить в дію поворотний пристрій аналізатора з розміщеним в ньому другим ЛІНІЙНИМ поляризатором, оснащений позиційним датчиком, під'єднаним через контролер до одного з входів комп'ютера, другий вхід комп'ютера через інтерфейс пов'язаний з відеокамерою, яка реєструє зображення зразка, створене об'єктивом, розміщеним після аналізатора 58696 тація ці головних осей індикатриси Фіг 6 Залежність параметрів анізотропії вздовж хорди диску 1 - різниця фаз Г, 2 - орієнтація \\і головних осей індикатриси Поляриметр зображення складається з наступних складових частин (фиг 1) джерела випромінювання, поляризатора, досліджуваного зразка, аналізатора, об'єктива, відеокамери і модуля керування Конструкція, призначення та принцип дії складових частин поляриметра описані нижче Джерело випромінювання Завданням джерела випромінювання є створення монохроматичної плоскої циркулярно поляризованої світлової хвилі з регульованою інтенсивністю Виходячи з вказаних вимог, до складу секції джерела випромінювання входять газовий лазер 1, регулятор інтенсивності випромінювання, перемішувач когерентності 5 та розширювач пучка 6 з просторовим фільтром 7 Гелій-неоновий лазер ЛТН-207 випромінює монохроматично ЛІНІЙНО поляризоване світло з робочою довжиною хвилі бЗЗнм та потужністю випромінювання 3мВт Регулятор інтенсивності складається поворотного пристрою 2, ЛІНІЙНОГО поляризатора 3 (призма Глана) та чвертьхвильової пластинки 4, які утворюють циркулярний поляризатор Швидка вісь фазової пластинки розвернута на кут 45 градусів відносно осі пропускання поляризатора Світлова хвиля, проходячи послідовно через поляризатор і чвертьхвильову пластинку, набуває циркулярної поляризації Для регулювання інтенсивності поляризатор спільно з фазовою пластинкою за допомогою поворотного пристрою 2 обертаються навколо осі світлового пучка Керування поворотом, а отже і інтенсивністю випромінювання на виході регулятора, здійснюється програмно за допомогою крокового двигуна Після регулятора інтенсивності світлова хвиля проходить через перемішувач когерентності 5 Завданням цього пристрою є усунення когерентності світлової хвилі, яка приводить до небажаної спекл-структури (плямистості) зображення внаслідок інтерференції випромінювання, дифрагованого на елементах оптичної схеми Перемішувач когерентності становить собою шліфований скляний диск, що постійно обертається за допомогою електродвигуна Далі світловий пучок потрапляє на розширювач пучка 6, який побудований за оберненою телескопічною системою Для "очистки" пучка від розсіяного та дифрагованого світла, в МІСЦІ перетяжки після першої лінзи встановлено просторовий фільтр 7 (діафрагма з отвором діаметром 50мкм) На виході розширювача пучка отримується паралельний світловий пучок діаметром 20мм Таким чином, застосування в поляриметрі лазерного джерела випромінювання (на відміну від прототипу, де використано лампу білого світла в сукупності з монохроматичним фільтром), дозволяє забезпечити високу ступінь монохроматичності і отримати колімований пучок високої якості, що приводить до підвищення точності вимірювань Застосування перемішувача когерентності дозволило усунути спекл-структуру зображення (характерну для систем з лазерним джерелом освітлення), що значно зменшило шумові параметри Складений поляризатор Завданням цієї секції є задания потрібного стану поляризації (азимуту та еліптичності) світлової хвилі на вході в зразок Діапазон значень азимута становить 0-180 градусів, а діапазон значень еліптичності - (-1)-И До складу складеного поляризатора входить перший ЛІНІЙНИЙ поляризатор 8 (призма Глана) та компенсатор 9 з різницею ходу XI4 (чвертьхвильова пластинка) Світловий пучок проходить спочатку через поляризатор 8, а потім через компенсатор 9 ЕЛІПТИЧНІСТЬ К світлової хвилі на виході складеного поляризатора визначається кутом ф між швидкою віссю чвертьхвильової пластинки 9 та віссю пропускання ЛІНІЙНОГО поляризатора 8 Оскільки реальна різниця фаз Гс компенсатора 9 дещо відмінна від ідеального значення (90°), то дійсне значення еліптичності К має вигляд K = tg(s), sin(2s) = sin(r c ) 5іп(2ф), де s - кут еліптичності Азимут Є еліпса поляризації визначається азимутальним положенням с швидкої осі та величиною Г різниці фаз компенсатора 9 Є = с + 5с, tg(25c) = cos(r c ) 1д(2ф), де 5с - поправка до азимута, пов'язана з неідеальністю компенсатора 9 В експерименті безпосередньо задаються азимут р поляризатора 8 та кут ф між віссю пропускання поляризатора 8 та швидкою віссю чвертьхвильової пластинки 9 Азимут швидкої осі компенсатора 9 визначається за формулою с=р+ ф Таким чином, за допомогою повороту поляризатора 8 і компенсатора 9, задається необхідний стан поляризації (параметри Є і К) на виході складеного поляризатора Конструктивно ЛІНІЙНИЙ поляризатор 8 та фазова пластинка розміщені в спеціальному поворотному пристрої 10, який дозволяє розвертати компенсатор 9 відносно ЛІНІЙНОГО поляризатора 8 та здійснювати їх спільний поворот навколо осі світлового пучка Обертання такого складеного еліптичного поляризатора здійснюється програмно за допомогою крокового двигуна Мінімальний крок повороту складеного поляризатора становить 0,012 градусів, точність задания кутового положення 0,001 град Отже, застосування еліптичного поляризатора, на відміну від прототипу, де використано ЛІНІЙНИЙ поляризатор, дозволяє збільшити КІЛЬКІСТЬ ЗМІННИХ параметрів, що в результаті приводить до підвищення інформативності вимірювань Секція досліджуваного зразка Ця секція окрім власне зразка може містити ІНШІ ДОПОМІЖНІ пристрої, а саме кювету з імерсійною рідиною, пристрій обертання зразка, навантажувальний пристрій Розміри досліджуваної області зразка визначаються діаметром паралельного пучка на виході складеного поляризатора Цей діаметр заданий ЛІНІЙНИМИ розмірами поляризаційної призми Глана 8 і становить приблизно 20мм Аналізатор Завданням аналізатора є аналіз стану поляризації світлового пучка на виході із досліджуваного зразка До складу аналізатора входять другий ЛІНІЙНИЙ поляризатор 11 (призма Глана), розміщений в обертальному пристрої 12, який керується програмно за допомогою крокового 58696 двигуна Мінімальний крок повороту аналізатора становить 0,012 градусів, точність задания кутового положення 0,001 град Обертальний пристрій аналізатора оснащений позиційним датчиком, пов'язаним із комп'ютером Наявність такого датчика зумовлена необхідністю жорстко задавати лабораторну систему координат для відрахунку азимутальних кутів На відміну від прототипу, де аналізатором служить циркулярний поляризатор (сукупність чвертьхвильової пластинки і ЛІНІЙНОГО поляризатора), в пропонованому поляриметрі в якості аналізатора застосовано ЛІНІЙНИЙ поляризатор Це дозволяє зменшити КІЛЬКІСТЬ оптичних елементів, що є джерелами додаткових похибок Важливим елементом оптичної схеми поляриметра є об'єктив 13, за допомогою якого будується зображення зразка в площині фоточутливого шару приймача випромінювання Вибір об'єктива залежить від розмірів зразка, роздільної здатності фотоприймача та габаритних розмірів поляриметра Зображення зразка реєструється за допомогою відеокамери 14 (наприклад, камера на основі приладу з зарядовим зв'язком (ПЗЗ) MTV-1802) Чутлива площадка фотоприймача містить 795(гор) х 596(верт) елементів Зареєстроване зображення розподілу інтенсивності за допомогою інтерфейсу відеокамери 15 поступає на комп'ютер 16 Модуль керування До складу модуля керування входять інтерфейс відеокамери 15, комп'ютер 16, контролери крокових двигунів (17), крокові двигуни (18) та контролер позиційного датчика аналізатора (19) Інтерфейс відеокамери 15 дозволяє пострічково зчитувати зображення, оцифровувати його і передавати дані в пам'ять комп'ютера Контролери крокових двигунів 17 згідно з керуючими сигналами виробляють ПОСЛІДОВНІСТЬ імпульсів, які поступають на обмотки крокових двигунів і визначають напрям обертання осей двигунів та кут повороту Крокові двигуни типу ДШИ200 мають мінімальний крок повороту 1,8 град Керування роботою елементів поляриметра згідно алгоритму вимірювання, накопичення та математична обробка даних, представлення і збереження результатів експерименту здійснюється за допомогою персонального комп'ютера типу IBM AT386 Програмне забезпечення поляриметра Для керування роботою поляриметра, початкової настройки, одержання і обробки даних було розроблене оригінальне програмне забезпечення Воно виконує наступні функції керування кроковими двигунами, зчитування зображення з відеокамери, виведення зображення на дисплей комп'ютера, обробка зображення, обробка даних для заданого піксела зображення, апроксимація даних синусоїдою, ініціалізація аналізатора, "прив'язка" поляризатора до аналізатора, калібрування зсуву зображення при обертанні аналізатора, реалізація алгоритму поляризаційно-оптичних вимірювань, розрахунок матриці Джонса, оболонка для керування поляриметром Програмне забезпечення дозволяє керувати поляриметром в ручному режимі та в режимі автоматичних вимірювань Принцип дії автоматичного поляриметра цілого поля зображення 8 В основі роботи поляриметра лежить високоінформативний поляризаційно-оптичний (ВІПО) метод визначення матриці Джонса (МД) досліджуваного зразка (И В Бережной, С Ю Трач Инвариантный способ определения поляризационнооптических свойств недеполяризующих сред Авт свид СССР № 1702767, 1991) з використанням PCSA-поляриметра Суть цього методу полягає в наступному Задається еліптичність зондуючого світла і сканується його азимут Для кожного азимуту поляризації падаючого світла шляхом сканування аналізатором визначається локальний мінімум інтенсивності (і фіксується азимут аналізатора та інтенсивність) Залежність інтенсивностей локальних мінімумів від азимута еліпса поляризації зондуючого випромінювання (при фіксованій еліптичності) дає змогу визначити глобальний мінімум інтенсивності для заданої еліптичності зондуючого світла РІЗНИЦІ азимутальних позицій елементів поляриметра в положенні глобального мінімуму дають значення характеристичних кутів (ХК) 5 і dC Визначивши набір ХК для кількох еліптичностеи на вході зразка, можна, розв'язавши обернену задачу, розрахувати МД досліджуваного зразка Перевагами цього методу є 1) ДОВІЛЬНІСТЬ вибору лабораторної системи координат оскільки вимірюваними величинами є різниці азимутів характеристичні кути, -то орієнтація головних осей зразка може бути довільною, 2) в експерименті задається однаковий по апертурі стан поляризації зондуючого пучка, а сканування аналізатором дозволяє застосувати однакову для всіх пікселів зображення процедуру обробки даних, 3) оскільки вимірюються азимутальні кути, а не інтенсивність сама по собі, то значно знижуються вимоги до якості багато елементного фотоприймача, 4) завдяки тому, що в експерименті реєструються положення мінімумів інтенсивності, отримуємо переваги нульполяриметрів, - високу точність і чутливість Процедура вимірювань Після початкової орієнтації аналізатора і прив'язки поляризатора, поляриметр може працювати в ручному режимі або за командою оператора розпочати автоматизовану процедуру вимірювань В ручному режимі оператор має змогу через клавіатуру комп'ютера керувати поворотом поляризатора і аналізатора, а також зчитувати і аналізувати зображення на дисплеї комп'ютера При заданні автоматичного режиму вимірювань спочатку зчитується і виводиться зображення на дисплей Оператор вибирає стрічку або и ділянку, яка буде аналізуватись в процесі вимірювань Далі оператор задає кут розвороту компенсатора і поляризатора, тобто еліптичність зондуючого пучка К, Для заданого положення складеного поляризатора аналізатор здійснює сканування в діапазоні 180 градусів з кроком 9 град Для кожного положення аналізатора реєструється зображення на відеокамері При цьому враховується зсув зображення і здійснюється його згладжування Залежність інтенсивності від азимута аналізатора для кожного піксела апроксимується синусоїдою і отримуються параметри локального мінімуму, - азимут і інтенсивність Далі еліптичний поляризатор повертається на заданий кут і повторюється сканування аналізатором Діапазон сканування поляризато 58696 10 180 град Отримана залежність апроксимувались синусоїдою і визначались параметри локальних мінімумів А т та l m При обробці даних програма відкидає точки, інтенсивність яких лежить в області насичення відеокамери Здійснивши сканування поляризатором в діапазоні 90 град, отримували залежності А т та l m , від азимуту Р, (фіг 4) Залежність Іт(Рі) інтенсивності локальних мінімумів від азимуту зондуючого випромінювання в околі глобального мінімуму апроксимувалась синусоїдою і визначався азимут Рді глобального мінімуму Залежність Ат(Р|) азимуту аналізатора в позиції локального мінімуму ВІД азимуту зондуючої хвилі в Важливо, що інтенсивність світла, пропущенооколі Рді має вигляд го через поляриметр, безпосередньо не використовується для розрахунку параметрів анізотропії Am = P|COS(I~) + COnst, зразка, а лише для визначення параметрів локаде Г - відносна різниця фаз в даній точці зразльного мінімуму Це дозволяє зменшити вплив ка Як видно з формули, ця залежність лінійна і похибок, пов'язаних з нестабільністю джерела винахил цієї залежності визначається величиною Г промінювання Отже, здійснивши апроксимацію залежності Ат(Р,) в околі Рді ЛІНІЙНОЮ функцією, розраховуємо знаОтже, розроблений автоматичний поляриметр цілого поля зображення дозволяє визначати неодчення Аді, яке відповідає Рді На фіг 4 обведено норідний розподіл параметрів анізотропії прозорих точки, параметри яких визначено за даними, зонедеполяризуючих зразків у формі матриці Джонбраженими на фіг 3 Маючи значення Рді і Аді, са Застосована оригінальна поляриметрична меотримуємо значення характеристичного кута 5, що тодика дозволила реалізувати аналог нульового відповідає еліптичності К хвилі на вході зразка поляриметра для багатопроменевого випадку Це 5 = Ад|, - Рд, - 71/2 дозволяє використовувати в якості фотоприймача Другий характеристичний кут dC дорівнює різсерійну побутову ПЗЗ-камеру замість спеціальних ниці азимуту Рді(К) зондуючої хвилі в положенні ПЗЗ для наукових цілей, що значно знижує варглобального мінімуму для еліптичності К і азимуту тість поляриметра Рді(О) ЛІНІЙНО поляризованої зондуючої хвилі в положенні глобального мінімуму (еліптичність К = 0) Продемонструємо роботу автоматичного поляриметра цілого поля зображення на прикладі dC=Pg|(K)-Pg|(0) вимірювання розподілу параметрів оптичної анізоДалі задається нове значення еліптичності зотропії ндуючої хвилі К і процес визначення характерисВ якості модельного зразка був вибраний тичних кутів 5 і dC повторюється Для вибраного скляний диск, стиснутий по діаметру зосереджеоб'єкта дослідження достатньо визначити харакною силою (фіг 2) Розподіл напружень в такому теристичні кути для двох, значень еліптичності на зразку відомий з літератури і може бути викорисвході зразка, щоб розрахувати шукані параметри таний для розрахунку параметрів оптичної анізотанізотропії відносну різницю фаз та орієнтацію ропії При нормальному просвічуванні стиснутого власних ЛІНІЙНИХ поляризацій для одного піксела диску отримується плоский напружений стан, тобзображення зразка Якщо розрахувати ці величини то компонента тензора напружень, паралельна для всіх пікселів, отримується розподіл параметрів напряму просвічування дорівнює нулю Це ознаанізотропії цілого зразка чає, що кручення осей тензора діелектричної проВимірювання проводились для двох перерізів никності вздовж напряму поширення світла відсутстиснутого диску вздовж діаметра, перпендикулянє, тобто дія такого зразка на хвилю може рного напряму стиску, і вздовж хорди (переріз А-А описуватись моделлю ЛІНІЙНОГО фазозсувного прина фіг 2) Залежність параметрів анізотропії від строю Матриця Джонса такого пристрою містить координати X вздовж діаметра диску приведена на лише дві невідомі, - зсув фаз та напрям орієнтації фіг 5, а вздовж хорди - на фіг 6 На фіг 5 суцільною (азимут) власних ЛІНІЙНИХ поляризацій ВизначивЛІНІЄЮ зображено теоретично розраховану залежши ці параметри для кожного піксела зображення ність оптичної різниці фаз від координати X На зразка, отримаємо шуканий розподіл параметрів фіг 6 виділено параметри анізотропії для піксела, анізотропії для якого дані та результати обробки даних представлено на фіг 3 і фіг 4 Продемонструємо процес вимірювань для одного піксела зображення Спершу задавалась еліПропонований поляриметр зображення доптичність К зондуючої хвилі шляхом взаємної орізволяє автоматично вимірювати розподіл трьох єнтації швидкої осі компенсатора і осі пропускання параметрів оптичної анізотропії прозорих недепополяризатора Для фіксованого положення склаляризуючих зразків, що дозволило підвищити інденого поляризатора розраховувалось значення Р, формативність поляризаційно-оптичних вимірюазимуту хвилі на вході зразка і реєструвалась завань лежність інтенсивності І від азимуту аналізатора А (фігЗ) Азимут аналізатора сканувався в діапазоні ром становить 90 град Після цього залежність інтенсивності локальних мінімумів від азимуту падаючого на зразок світла апроксимується також синусоїдою і визначається положення глобального мінімуму, а відтак, і ХК 5, та dC, Після цього оператор змінює кут розвороту компенсатора відносно поляризатора і процедура пошуку глобального мінімуму повторюється Для розрахунку МД в загальному випадку достатньо провести вимірювання для чотирьох значень еліптичності К, на вході зразка Збільшення КІЛЬКОСТІ вимірювань дозволяє підвищити точність визначення МД 11 58696 12 13 58696 14 15 58696 16 17 Комп'ютерна верстка А Крулевський 58696 18 Підписано до друку 05 09 2003 Тираж 39 при м Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна