Приоритетный национальный проект «Образование»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики

Кафедра Компьютерной фотоники

ПРЕЗЕНТАЦИЯ № 4

по дисциплине

ЕН.Ф.06 - ОСНОВЫ ОПТИКИ

Доцент, к.т.н. - Е.В. Жукова

МОДУЛЬ 3.

ФОТОМЕТРИЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

ТЕМА 3.4

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ И ДИФРАКЦИЯ ЧАСТИЧНО-КОГЕРЕНТНОГО СВЕТА

Интерферометры

ТЕМА ПРЕЗЕНТАЦИИ:

Лекция № 3

КЛАССИФИКАЦИЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ

1. Интерферометр для измерения длин (концевых или штриховых мер, наружных и внутренних размеров деталей, диаметров шариков и цилиндров).2. Интерферометры для измерения малых и больших перемещений.3. Интерферометры для контроля формы и микрогеометрии поверхностей (плоских и сферических поверхностей, второго порядка, сложных поверхностей).4.Микроинтерферометры для контроля шероховатости.5. Микропрофилометры (в том числе внутренних для контроля поверхностей).6. Интерферометры для измерения показателя преломления.7. Интерферометры для измерения неоднородностей в прозрачных объектах.8. Многолучевые интерференционные микроскопы (исследование биологических объектов).

МНОГОЛУЧЕВЫЕ ИНТЕРФЕРОМЕТРЫ

1. Интерферометры для аэродинамических исследований (плотность газа, характеристики течения, характеристики ударной волны, параметры газового потока).2. Интерферометры для определения параметров газообразных сред (концентрации пластин, абсолютного показателя преломления газа, малых изменений давления газа, малых изменений показателя преломления, температуры, параметров аномальной дисперсии).3. Интерферометры для диагностики плазмы (показателя преломления и температуры).4. Интерферометры для контроля качества поверхности (неплоскостность, высоты микронеровностей).5. Интерферометры для определения показателя преломления твердых тел и напряжений в них (гониометрический и модуляционные методы, интерференционно-поляризациионный метод).6. Интерферометры для изучения вибраций, линейных измерений и контроля технологических процессов (вибраций, толщины тонких пленок, линейных перемещений и параметров объектов в процессе технологического контроля).

б)

Рис. 1. Способы получения когереных пучков: а) - опыт Юнга; б) - бипризма Френеля; в) -

билинза; г) - зеркало Ллойда

а) в)

г)

ДВУХЛУЧЕВАЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

Рис. 2. Ход лучей в интерферометре

Фабри-Перо

Рис. 3. Распределение интенсивности в

интерференционной картине при многолучевой интерференции в двухзеркальном интерферометре

ИНТЕРФЕРОМЕТР ФАБРИ-ПЕРО

Рис. 4. Интерференционная картина, создаваемая

интерферометром Фабри-Перо

Рис. 5. Фотография многолучевой

интерференционной картины

Рис. 6. Конструкция интерферометра

Фабри-Перо

Рис. 7. Внешний вид интерферометра Фабри-Перо

Майкельсон(Michelson)

Альберт-Абрахам

(1852-1931)

ИНТЕРФЕРОМЕТР МАЙКЕЛЬСОНА

Рис. 8. Принципиальная схема интерферометра

Майкельсона

Рис. 9. Расположение зеркал при наблюдении полос равной толщины

Рис. 10. Конструкция и внешний вид современной модели интерферометра Майкельсона

МИКРОИНТЕРФЕРОМЕТР ЛИННИКА

Рис. 11. Внешний вид микроинтерферометра

Рис. 12. Принципиальная схема микроинтерферометра: а) –

кольца равной толщины; б) – полосы равного наклона

Рис. 13. Ход лучей в микроинтерферометре при смещенном объективе

ИНТЕРФЕРОМЕТР РЕЛЕЯ

Рис. 14. Схема работы интерферометра (а) и двойная щель (б)

ИНТЕРФЕРОМЕТР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ТИПА

Рис. 15. Принцип работы интерферометра последовательного типа: а) – интерференционные пластины; б) – образование когерентных лучей; в)

– группы интерферирующих лучей

Рис. 16. Оптическая схема PDI интерферометра (poin-diffraction interferometer): 1 - лазер; 2 - световод; 3 - коллиматор; 4 - горелка; 5 - линза; 6 - видеокамера с

расположенным перед ней PDI диском; 7 - компьютер; 8 - видеоизображение

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Рис. 17 . Действие PDI диска на падающий волновой фронт: 1 - волновой фронт падающей волны; 2 - апертура диска; 3 - PDI диск; 4 - поглощающая среда; 5 - дифракция пучка; 6 - прошедший волновой фронт

Рис. 18. Два вида интерференционных полос: а) - с конечным числом полос; б) - бесконечной ширины полоса

ТРЕХПЛАСТИНЧАТЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР

Рис. 19. Внешний вид трехпластинчатого

интерферометра VerFire MST: а) - двухпластинчатый

интерферометр; б) -трехпластинчатый

интерферометр

а) б)www.zygolot.de

www.nigth.ru; www.itlinc.com

Рис. 20. Вид диалоговых окон программного обеспечения современных интерферометров: а) для интерферометра Физо; б) – интеферометра-профилометра

а)

б)

Программное обеспечение интерференционных

измерений

Список использованной литературы:

1. Ландсберг, Г.С. Оптика: учеб.пособие для студентов физических специальностей вузов / Г.С. Ландсберг. – 6-е изд. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 848 с.2. Бутиков, Е.И. Оптика: учеб.пособие для студентов физических специальностей вузов / Е.И. Бутиков. - 2-е изд. - СПб.: Нев. диалект, 2003. - 480 с.3. Нагибина, И.М. Прикладная физическая оптика : учеб пособие для студентов вузов / И.М. Нагибина, В.А. Москалев, Н.А. Полушкина, В.Л. Рудин. – 2-е изд. - М.: Высш. шк., 2002. – 565 с.3.Калитеевский, Н.И. Волновая оптика : учеб. пособие для студентов вузов / Н.И. Калитеевский. – 3-е изд. – М.: Высш. шк., 1995. – 463 с.4.J. S. Goldmeer, D.L. Urban, Z.Yuan, «Measurement of gas-phase temperatures in flames with a point-diffraction interferometer», Applied optics, Vol. 40, No 27, 2001, pp.- 4815 - 4823

Использованы электронные ресурсы:

www.zygolot.de, www.anwers.com

www.nigth.ru; www.itlinc.com