Оптические голографические приборы - Морозов А.М.
ISBN 5-217-00074-0
Скачать (прямая ссылка):
И, наконец, ~четвертый метод голографической интерферометрии — стробоголографический. Он применяется совместно с методом голографической интерферометрии реального времени. Вначале получают голограмму неподвижной поверхности объекта и после проявления возвращают фотопластинку в исходное положение. Затем возбуждают вибрацию поверхности и освещают ее во время каждого периода колебаний коротким световым импульсом. Если импульс достаточно короткий, то этот метод эквивалентен методу голографической интеферометрии реального времени для неподвижных объектов. Но так как световой импульс может освещать вибрирующую поверхность в различных фазах колебания, этот метод дает возможность сравнивать положение поверхности в любой фазе колебаний с положением неподвижного объекта.
Перечисленные методы дают возможность эффективно контролировать и измерять деформации деталей и отдельных частей, определять распределение напряжений по объекту и наличие в них дефектов, поэтому в настоящее время их применяют в основном в дефектоскопии.
Рассмотрим кратко некоторые свойства метода голографической интерферометрии, которые и определили широкий научный и практический интерес к нему.
Во-первых, необходимо отметить, что требование к качеству оптики, столь существенное для обычной интерферометрии, значительно ниже для интерферометрии ГОЛO-
30 графической, поскольку объектная и опорная волны в одинаковой мере искажаются несовершенствами оптических деталей, проходя по одному и тому же пути в пространстве. Одинаковое изменение оптической разности хода лучей не скажется на конечной интерференционной картине. . Пониженные требования, предъявляемые к качеству Используемых оптических элементов, позволяют уменьшить Стоимость голографических интерферометров. Я Во-вторых, высокая информативность голограммы обеспечивает анализ тонкой структуры световой волны (например ее поляризацию), дает возможность исследовать объекты произвольной формы, в то время как в классической интерферометрии возможно изучение объектов только Простой формы и с высоким качеством поверхности, так ісак в противном случае формирование опорной волны Становится практически невозможным.
В-третьих, непрерывная запись оптических волн исключительно важна для изучения быстропротекающих событий. Голографические интерферограммы можно получать почти мгновенно при помощи импульсного лазера, а затем изучать Ш при восстановлении, используя источник света непре-рывного действия. При этом юстировка оптической измерительной схемы, а также фотографическая регистрация кнтерферограмм могут проводиться с этим же источником непрерывного действия, что облегчает выполнение экспериментальной работы.
В-четвертых, свойство временной фильтрации позволяет формировать интерферограммы, выявляющие изменение во времени какой-либо одной частотной компоненты волны. Наиболее известным примером здесь является метод усреднения во времени, используемый для изучения механических колебаний.
Голографическая интерферометрия находит применение в исследованиях как прозрачных, так и отражающих свет объектов. Различия, имеющиеся в исследовании объектов этах двух типов, не носят принципиального характера, хотя исследование прозрачных фазовых неоднородностей обычно выделяют в отдельное направление голографической Интерферометрии. Это объясняется спецификой используемых схем и методов интерпретации результатов, которые, в свою очередь, определяются типичностью характера вносимых такими объектами фазовых искажений. К числу этйх объектов относятся газовые потоки, ударные волны, Шіазма, тонкие пленки. Группу объектов, вносящих сильные
зі фазовые возмущения, составляют линзы, призмы, пластинки, зеркала, т.е. в основном элементы оптических схем.
Как правило, различны и задачи исследований объектов этих двух групп. Если исследование методами гологра-фической интерферометрии слабых фазовых объектов ставит своей конечной целью определить по распределению показателя преломления плотность газа, концентрацию атомов и электронов, температуру и другие параметры, то применение этих методов к оптическим элементам дает возможность проверить их характеристики на качество.
Основным недостатком методов голограф и чес кой интерферометрии является качественный характер информации, получаемой от объекта. Получение количественной информации требует громоздких математических вычислений и сложного аппаратурного решения измерительного устройства, что приводит в известной мере к увеличению погрешности и трудности получения измерительной информации в реальном времени.
5. Спекл-фотография и спекл-интерферометрия
При освещении лазером предметов с диффузной поверхностью наблюдателю будет казаться, что поверхность предмета имеет зернистую структуру, т. е. покрыта частыми и мелкими пятнами. Это связано с тем, что все точки поверхности, освещаемой лазером, посылают на сетчатку глаза наблюдателя когерентные волны, способные интерферировать. Изображения каждой точки поверхности на сетчатке представляют собой дифракционную картину, которая определяется оптической системой глаза. Вследствие интерференции таких дифракционных картин освещенная поверхность предмета и кажется наблюдателю пятнистой. Это явление называется спекл-эффектом.
