ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ СТЕНДОВ
ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММ
Н.В.Кондратьев, А.Х.Шакиров
В работе проведен анализ стабильности стенда записи голограмм и его отдельных узлов.
Предложена и испытана методика измерения параметров резонансных откликов голографических стендов на основе использования интерферометра Маха-Цендера.
Применение данной методики позволило провести доработку отдельных узлов схем записи и существенно уменьшить количество "испорченных" голограмм.
Контроль стабильности голографического стенда и узлов схем записи голограмм является одним их необходимых условий голографического эксперимента /1/. Наличие вибраций отдельных элементов приводит к снижению контраста интерференционной картины и, как следствие, к снижению дифракционной эффективности голограммы вплоть до полного исчезновения изображения.
Известны способы контроля механической стабильности схем записи голограмм во время их юстировки и в процессе записи голограмм /2,3/. В этих устройствах используется принцип интерферометра Маха-Цендера. Для этого в схему вводятся дополнительно глухие и полупрозрачные зеркала, находящиеся либо на самостоятельных держателях, либо на держателях, использующихся в схеме записи голограммы. На рис.1 представлена одна из таких схем. Лазерный пучок света светоделителем 1 делится на два пучка, один из которых после прохождения поворотного зеркала 2 и микрообъектива 3 с диафрагмой 4 падает на фотопластинку 9, а другой откло-
Рис.1.
няется зеркалом 5 и с помощью расширителя 6 и 7 освещает объект голографирования 12. Часть предметного пучка света отражается зеркалом 8, укрепленным на держателе объекта, и направлена на зеркало 10, установленное на держателе фотопластин так, что отраженный от него предметный пучок совпадает с прошедшим сквозь него опорным пучком. Получившаяся интерференционная картина регистрируется датчиком, либо наблюдается визуально на экране 11. Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет контролировать поведение фотопластинки и объекта.
Установка дополнительного глухого зеркала за фотопластиной позволяет использовать последнюю в качестве полупрозрачного зеркала интерферометра и тем самым осуществлять контроль вибраций и этого элемента.
Устройство контроля было собрано и экспериментально испытано на лабораторном стенде, изготовленном в ОП НИКФИ, а также на серийно выпускаемом голографическом стенде УИГ-22М. Лабораторный стенд представляет собой железобетонную плиту размером 2,5м´
4м´
0,25м, покоящуюся на 12 камерах. Основание стенда располагается непосредственно на полу с использованием нескольких слоев кирпичей и резины. Схема записи голограммы на сопутствующих пучках, описанная выше, собиралась на стенде из стандартных узлов, входящих в комплект УИГ-22М, которые закреплялись на стенде с помощью струбцин. Оптическая высота схемы над стендом составляла 170 мм.
Измерения проводились по двум методикам. В первом случае стенд 4 (рис.2) с расположенной на нем оптической схемой подвергался облучению акустическим гармоническим сигналом. Источником электрического сигнала служил звуковой генератор 1 типа ЗГ-34. После прохождения усилителя 2 сигнал подавался на динамическую головку 3 типа 4А28. В качестве анализатора интерференционной картины на выходе оптической схемы использовался фотодиод 5 типа ФД-3. Фототок через усилитель 6 подавался на осциллограф 7 типа
C1-47 и самописец 8 типа Н-399.
В нашем случае частота акустического сигнала медленно менялась от 30 до 2000 Гц. Постоянство амплитуды акустического излу-
Рис.2.
Рис.3.
чения контролировалось с помощью измерительного микрофона 9 и поддерживалось с точностью ±3%. Значение амплитуды акустического сигнала выбиралось таким, чтобы при максимальной чувствительности оптической схемы на обоих стендах разность фаз опорного и предметного пучков была равна длине волны света.
Результаты этих исследований иллюстрируются рис.3, на котором представлена гистограмма зависимости изменения разности фаз от частоты акустического воздействия. Сплошными линиями обозначены резонансные отклики стенда УИГ-22М, пунктирные - лабораторного стенда. Максимальная величина резонансного пика на частоте
f=30 Гц соответствует разности фаз в длину волны (λ=0,63 мкм). Из рисунка видно, что стенд УИГ-22М более чувствителен к внешним возмущениям, чем лабораторный стенд, как по величине амплитудного отклика, так и по числу резонансов.
Вторая методика сводилась к выявлению наиболее слабых узлов оптической схемы. Для этого каждый узел схемы поочередно подвергался импульсному механическому воздействию и измерялось время успокоения. Очевидно, что большим временем затухания соответствовали более "слабые" узлы. Эти узлы дорабатывались так, чтобы свести время успокоения к минимуму. При невозможности доработки вводилась коррекция в условия эксплуатации всей схемы.
Приведенные способы и устройство контроля неоднократно применялись при записи голограмм по различным схемам и показали высокую эффективность в работе - количество забракованных голограмм удалось снизить в 5-10 раз.
Л и т е р а т у р а
1. Кольер Р., Бергхарт К. Л.Лин. Оптическая голография, Мир, 1973, 600 с.
2. Великобритания. Акц.заявка № 1311999 МКИ С 02 27/00, 1972.
3. Великобритания. Акц.заявка № 1317592 МКИ С 01 9/02, 1972.
