Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Кольер Р. -> "Оптическая галография" -> 163

Оптическая галография - Кольер Р.

Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая галография — М.: Мир, 1973. — 698 c.
Скачать (прямая ссылка): optikgalograf1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 157 158 159 160 161 162 < 163 > 164 165 166 167 168 169 .. 230 >> Следующая

Предположим, как это часто бывает в действительности, что использование оптической системы наблюдения с низкой апертурой не препятствует нужному разрешению. Соответствующим образом задиафрагмировапную оптическую систему фокусируют на почти совпадающие исходную и деформированные поверхности; при этом удается в то же время наблюдать высококонтрастную интерференционную картину. Описываемый метод позволяет опре-
492
ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ
ГЛ. 15.
делить смещение небольшого участка или пятна А на поверхности предмета. Проводится серия наблюдений полос, которые появляются вблизи А. Сначала предположим, что в направлении наблюдения 72s0 в точке А наблюдается темная (или светлая) полоса. Это соответствует разности фаз O0 между лучами, рассеянными пятном в его смещенном и несмещенном положениях. В общем виде O0 описывается выражением (15.1)
O0 = Ar. (nSQ — щ). (15.7)
о десь индекс нуль означает порядковый номер полосы, появившейся первоначально в точке А. Затем наблюдают тот я^е участок
поверхности в новом направлении п8ъ и подсчитывают число полос /с, проходящих через А во время изменения направления наблюдения. Поскольку направление освещения остается неизменным, разность фаз между лучами, рассеянными пятном, описывается теперь вырая^ением
8к = ^-^(п8к-щ). (15.8)
Вычитая (15.7) из (15.8), получаем
2jx -> ->
6/г — S0 = — Ar. (nSh — nSQ) = ± 2 л A:,
или
Ar-(^Sh — ns0) = ±кк, (15.9)
где 2пк — число радиан, соответствующее прохождению к полос через точку А. Соотношение (15.9) представляет собой линейное
уравнение для трех неизвестных компонент смещения Ar. Сделав еще два наблюдения, получают два добавочных уравнения, что
достаточно для определения трех компонент смещения Ar. (Знак
Ar не определяется измерением разности фаз и должен быть либо известен априори, либо получен другим способом.)
В пределах указанных выше ограничений описанный метод применим к смещениям любого вида. Однако максимальное смещение, которое можно измерить этим интерференционным методом, ограничивается наибольшей пространственной частотой полос, которая еще моя^ет быть разрешена используемой оптической системой. Например, для чистого поворота (см. гл. 15, § 3, п. 3) частота полос
пропорциональна углу поворота а. Чтобы полосы были разрешены, необходимо ограничить величину а.
§ 4. ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ ВИБРИРУЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
493
§ 4. Интерферометрия вибрирующих поверхностей
Пауэлл и Стетсон [15.5] предложили использовать голографи-ческую регистрацию для изучения вибраций поверхностей еще до того, как были разработаны метод реального времени и метод двух экспозиций для статических поверхностей. И все же два последних метода лежат в основе метода Пауэлла — Стетсона. Действительно, Пауэлл и Стетсон смогли аналитически показать,
ФИГ. 15.7.
Фотографии изображений вибрирующей гитары, восстановленных с помощью усредненных во времени голограмм. (По M о лину и Стетсону.) Полосы характеризуют два первых типа колебаний гитары; а — частота 185 Гц; б — частота 285 Гц.
что голографическая регистрация вибрирующей поверхности с усреднением во времени эквивалентна одновременной голографической регистрации ансамбля поверхностей, положения которых в пределе совпадают со всеми положениями, проходимыми вибрирующей поверхностью за время экспозиции. Последующие исследования синусоидально вибрирующих мембран [15.15] показали, что в данном случае справедливо дан^е более простое рассмотрение. Поскольку мембрана дольше находится в двух своих крайних
494
ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ
ГЛ. 15.
положениях, чем в любом другом положении, ее усредненную во времени голограмму можно рассматривать как двухэкспози-ционную г). При этом, так же, как и в методе двух экспозиций, наблюдались интерференционные полосы. Амплитуды вибраций, рассчитанные по наблюдаемому расстоянию между полосами при таком упрощенном подходе, с точностью до 10% согласуются с более точными расчетами Пауэлла и Стетсона. Однако наблюдается существенное различие в видности интерференционной картины вибрирующей поверхности по сравнению с соответствующей картиной, полученной методом двух экспозиций. Эти различия можно объяснить только с помощью анализа, аналогичного выполненному Пауэллом и Стетсоном.
На фиг. 15.7 приведены фотографии изображений вибрирующей гитары, восстановленных с помощью голограммы. На изображение наложены усредненные во времени полосы, характеризующие вибрацию.
1. Голографическая интерферометрия с усреднением]
во времени
Способ получения усредненных во времени голограмм вибрирующей поверхности идентичен способам, используемым для получения голограмм стационарных поверхностей. Если максимальная амплитуда вибрации не превосходит нескольких десятков длин воли освещающего излучения, то на восстановленном с помощью голограммы изображении поверхности виден ряд отчетливых интерференционных полос. В то время как некоторые из этих полос могут быть узловыми линиями, большая часть полос представляет собой контурные линии равной амплитуды колебаний участков поверхности.
Предыдущая << 1 .. 157 158 159 160 161 162 < 163 > 164 165 166 167 168 169 .. 230 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed