Оптическое зондирование поверхностных волн и колебаний в присутствии опорных дифракционных структур с учетом расходимости лазерного излучения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ имени ПАТРИСА ЛУМУМБЫ

На правах рукописи

НИКУЛИН Владимир Федорович

УДК 535.421 : 534.6.08

ОПТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН И КОЛЕБАНИЙ В ПРИСУТСТВИИ ОПОРНЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ СТРУКТУР С УЧЕТОМ РАСХОДИМОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

(01.04.03 — радиофизика)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва— 1 992

Работа выполнена на кафедре радиофизики ордена Дружбы народов Университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы.

Научный руководитель —

кандидат физико-математических наук, доцент В. А. Комоцкий.

Официальные оппоненты:

член-корреспондент АН СССР, доктор технических наук, профессор Л. Д. Бахрак,

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник В. Н. Стрельцов. .

Ведущая организация — Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова.

Защита диссертации состоится « » <3рййр£>ли1992 г. в « V-? » часов на заседании специализированного совета К 053.22.01 в Университете дружбы народов имени Патриса Лумумбы по адресу: Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3, зал № 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Университета дружбы пародов им. П. Лумумбы по адресу: 117198, Москва, у л*. Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат разослан »1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физико-математических наук, доцент

Ю. И. ЗАПАРОВАННЫП

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

: ' Актуальность работи. При решении задач исследования устройств, работающих па поверхностных акустических волнах (ПАВ), возникает необходимость детального изучения акустического поля, сформированного на поверхности звукопровода. Эта проблема может бить решена при помощи методов зондирования ПАВ с высоким пространственным разрешением на поверхности распространения волны. Весьма эффективный метод оптического зондирования ПАВ с опорной дифракционной решеткой (ОДР), предложенный и разработанный в 1979 - 89 гг. на кафедре радиофизики УДИ, регистрирует интегральные значения амплитуды и фазы ПАЙ на участке звукопровода с размером, определяемым шириной оптического пучка, который охватывает, по крайней мере, несколько периодов волны. Необходимая для повышения пространственного разрешения метода фокусировка зондирующего пучка на поверхности звукопровода приводит к увеличению его расходимости и кривизны волнового фронта. В этих условиях развитая ранее теория зондирования ПАВ плоской оптической волной не в состоянии достаточно точно описать характеристики метода. В связи с этим встал вопрос о дальнейшем развитии теории зондирования ПАВ с ОДР с учетом расходимости оптического пучка. Эта задача решается в настоящей работе на основе анализа дифракции гауссова оптического пучка на системе из двух дифракционных решеток, одна из которых движется, моделирующей схему зондирования ПАВ с ОДР.

Оптическая схема с двумя дифракционными решетками широко известна и используется в таких приложениях, как оптическое зондирование ПАВ, модуляция световых пучков, акустооптические измерители перемещений. Однако, эта схема не исчерпала еще своих возможностей для новых приложений. В частности, предлагаемые в работе метод контроля и измерения расходимости лазерного излучения, а также оптические датчики колебаний и перемещений, используют схему с двумя решетками.

В последнее время большое внимание уделяется регистрации с высоким пространственным разрешением колебаний и деформаций поверхности объектов, вызванных, в частности, фототермическими и фотоакустическими эффектами в схемах неразрутающего контроля. Поэтому разработка и изучение новых методов зондирова-

ния таких колебаний сфокусированным оптическим пучком являются весьма актуальными. Как один из новых подходов к решению этой проблемы в работе предлагается метод зондирования ПАВ и колебаний с использованием ступенчатой фазовой структуры (СФС) в качестве опорного элемента.

Задачи, поставленные в диссертационной работе, охватывают, помимо теоретического анализа взаимодействия расходящегося оптического пучка с опорными дифракционными структурами при зондировании ПАВ, ряд практических приложений этого анализа в виде новых измерительных схем для различных областей науки и техники.

Цель работы - развитие метода оптического зондирования ПАВ с опорной дифракционной решеткой с учетом расходимости излучения лазера, поиск, разработка и испытания новых схем оптического зондирования поверхностных волн и колебаний с высоким пространственным разрешением, а также разработка метода эффективного контроля и быстрого измерения расходимости световых пучков.

Научная новизна. В результате исследований, проведенных в работе, получены следующие результаты, обладающие научной новизной и выносимые на защиту.

1. Проведен теоретический анализ взаимодействия гауссова оптического пучка с системой из двух дифракционных решети? произвольного типа, одна из которых движется. Получены расчетные формулы, позволяющие исследовать схемы оптического зондирования ПАВ с опорной дифракционной решеткой в условиях расходимости лазерного излучения. Рассчитан порог чувствительности схемы в зависимости от угла расходимости зондирующего пучка.

2. Рассчитаны оптимальные параметры и рабочие характеристики системы из двух фазовых дифракционных решеток прямоугольного профиля, предназначенной для работы в измерительных схемах, где используется модуляция оптической мощности в дифракционных порядках при движении одной из решеток относительно другой.

р 3. На основе результатов анализа взаимодействия гауссова

¡■.I оптического пучка с системой глубоких фазовых решеток разработан и экспериментально исследован новый метод измерения параметров угловых колебаний отражающей поверхности объектов. 2

4. Разработана методика измерения угла расходимости оптических пучков на основе системы из двух дифракционных решеток, одна из которых находится в колебательном движении. Реализовано практически и экспериментально исследовано устройство для определения расходимости лазерного излучения.

5. На базе оптической схемы из двух дифракционных решеток разработан и исследован измеритель параметров малых линейных колебаний и перемещений.

6. Исследована дифракция гауссова пучка на одиночном ступенчатом фазовом перепаде, при этом получено и проверено экспериментально выражение для энергетического пространственного спектра дифрагированного пучка. Показано, что пространственное положение минимума дифракционной картины однозначно в пределах 2п соответствует глубине перепада СФС. На основе этого эффекта предложена новая методика измерения глубины травления ступенчатых структур.

7. Показано, что в схеме дифракции гауссова пучка на СФС оптическая мощность его центральной части, вырезанной при помощи щелевой диафрагмы в дальней зоне, зависит от глубины перепада СФС по гармоническому закону. На этой основе разработан новый метод оптического зондирования ПАВ и' других типов волн и колебаний, а также предложен и рассчитан ряд схем, реализующих этот метод.

Достоверность полученных результатов. Достоверность расчетов обеспечивалась применением хорошо проверенных подходов к теоретическому описанию зондирования и явлений дифракции оптических пучков и подтверждена хорошим совпадением теоретических и экспериментальных зависимостей. Достоверность экспериментальных исследований обеспечивалась тщательным их выполнением, прогрессивными методами устранения посторонних помех и статистической обработкой экспериментальных данных с применением ЭВМ. Достоверность результатов работы была также подтверждена работоспособностью приборов, созданных на основе этих результатов.

Практическая ценность. Развитая в работе теория зондирования ПАВ расходящимся оптическим пучком в присутствии ОДР позволит ликвидировать ошибки измерений, вызванные ранее неучитываемой как естественной, так и связанной с фокусировкой расходимость» излучения лазера. Новые измерительные методы и

3

схемы, предложенные и разработанные в диссертации, отличаются простотой и эффективностью и могут найти широкое практическое применение для высокоразрешающего зондирования ПАВ и других типов волн и колебаний, а также для измерения параметров лазерного излучения. Так, на основе некоторых схем, описанных в работе, были созданы новые научные приборы, такие как дифракционный измеритель малых колебаний и перемещений, измеритель расходимости оптических пучков и датчик смещений и колебаний для скважинного деформографа.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: Всесоюзной научно-технической конференции "Оптический, радиоволновой и тепловой методы не-разрушающего контроля" (Могилев 1989 г.), XXVII научной конференции факультета физико-математических и естественных наук УДН им. П.Лумумбы (Москва 1991 г.), научных семинарах кафедры радиофизики УДН в 1987, 1989, 1990 и 1991 гг., научном семинаре кафедры физики колебаний физического факультета МГУ в 1991 г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 3-х научных работах и 1-м авторском свидетельстве на изобретение.

Структура и обьем работы. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и приложения, содержит 150 страниц основного текста и 81 рисунка. Приведенная библиография включает 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, научная новизна и прикладное значение результатов работы, а также изложены основные результаты и положения, выносимые на защиту.

В первой главе проводится краткий аналитический обзор литературы, посвященной существующим методам оптического зондирования ПАВ и других типов колебаний, а также методам измерения параметров лазерного излучения. Здесь обсуждается ряд приложений метода оптического зондирования с ОДР, а также рассмотрены некоторые области возможного применения схем оптического зондирования. 4

Во второй главе проведен теоретический анализ дифракции гауссова оптического пучка на система из двух пространственно разнесенных стационарной и подвижной плоских дифракционных решеток одинакового периода (СДР), тип которых выбирается произвольно [1]. Такая система моделирует, в частности, схему оптического зондирования ПАВ с ОДР, в которой подвижная решетка создается ПАВ, а стационарная решетка служит для формирования опорных оптических пучков, коллинеарных дифрагированным на ПАВ пучкам. Таким образом в этой схеме реализуется метод пространственного оптического гетеродинирования. В результате анализа получена наиболее общая формула, описывающая зависимость оптической мощности в выбранном порядке дифракции от величины смещения подвижной решетки поперек штрихов, учитывающая расходимость пучка и расстояние между решетками При этом выведен критерий удовлетворительного разделения дифрагированных пучков на выходе схемы и показано, что при его соблюдении расчеты могут быть значительно упрощены. На этом основании получены относительно простые формулы, при помощи которых был проведен гармонический анализ переменной и постоянной составляющих оптической мощности в дифракционных порядках при условии равномерного движения подвижной рештки в зависимости от расстояния С и расходимости оптического пучка для различных типов решеток. Выявлена общая тенденция к снижению амплитуды переменной составляющей мощности с увеличением расстояния между решетками, обязанная расходимости оптического пучка. Показано, что высшие гармоники затухают быстрее низших с увеличением С, а постоянная составляющая не зависит ни от расстояния 6, ни от угла расходимости пучка. Специально был выделен частный случай дифракции пучка на фазовых решетках с профилем в виде меандра, для которого расчетные формулы значительно упростились. В этом случае колебания мощности в первых порядках дифракции оказываются чисто гармоническими, а их амплитуда убывает с увеличением расстояния К монотонно со скоростью, зависящей от расходимости оптического пучка. На этом частном примере продемонстрирована возможность измерения расходимости гауссова оптического пучка, взаимодействующего с СДР, и показано, что калибровочные параметры схемы измерений могут быть точно рассчитаны.

Далее выявляются особенности зондирования ПАВ расходя-

5

щимся оптическим пучком в схеме с опорной решеткой. Проанализированы характеристики схемы с учетом расходимости зондирующего пучка и определены оптимальные расстояния между решеткой и звукопроводом для различных типов опорной решетки. Рассчитан порог чувствительности схемы в зависимости от расходимости оптического пучка, номера порядка дифракции и типа опорной решетки.

Следующим пунктом в этой главе предлагается новый метод измерения малых угловых колебаний и смещений отражающей поверхности объектов. Приводится оптическая схема метода. Расходящийся оптический пучок дифрагирует на фазовой решетке и падает на зондируемую поверхность, отстоящую от решетки на расстоянии й. Отраженный от поверхности пучок вновь дифрагирует на той же решетке, а первый порядок дифракции регистрируется фотодетектором. При расчете параметров схемы измерений учитывалась аналогия со схемой из двух решеток, проанализированной ранее. Определена угловая чувствительность схемы, достигающая величины порядка 10 8 радиан в полосе канала измерений I кГц при диапазоне'линейности !СГ 5 радиан. Выявлено, что максимальная чувствительность достигается при определенном расстоянии между решеткой и отражающей поверхностью С = Ьопт, зависящем от угла расходимости зондирующего пучка. С увеличением расходимости уменьшается расстояние Ьопт, а чувствительность схемы снижается. Вместе с тем, при зондировании колебаний поверхности широким, слабо расходящимся пучком достигается исключительно высокая угловая чувствительность при значительном удалении решетки от поверхности, хотя при этом и ухудшается пространственное разрешение измерений. Далее приводится описание серии экспериментов, полностью подтвердивших достоверность расчета основных характеристик схемы, но отмечается, что расчетная чувствительность не была достигнута из-за шумов электронной измерительной схемы. Как одно из перспективных применений предложенного метода отмечается зондирование колебаний поверхности, вызванных фототермическим эффектом в системах нераэрушающего контроля.

Дальнейшие исследования второй главы посвящены методу измерения расходимости когерентного оптического излучения [2]. Схема метода была предложена нами и отличается от рассмотренной в начале главы СДР прежде всего тем, что подвижная 6

решетка колеблется, причем с амплитудой в несколько периодов решетки. Фотодетектор установлен в одном из порядков дифракции, а сигнал на его выходе является сложным частотномодули-рованиым периодическим сигналом с амплитудой, однозначно связанной с углом расходимости пучка. Здесь проведен гармонический анализ переменной составляющей сигнала в зависимости от расстояния К между решетками, номера порядка дифракции и параметров решеток, в предположении, что подвижная решетка имеет бесконечную протяженность и движется прямолинейно. Для анализа были взяты гармонические фазовые решетки и фазовые решетки прямоугольного профиля с различной глубиной пространственной фазовой модуляции (ПФМ) и при различных отклонениях формы решеток от меандра. Проведенный анализ показал, что параметры решеток влияют на характеристики схемы измерений весьма существенно. В частности, при работе в первом порядке дифракции незначительное отклонение формы решеток от меандра приводит к появлению высших гармоник в составе выходного сигнала, а амплитуда колебаний основной гармоники теряет монотонность своей зависимости от расстояния I. Для того, чтобы иметь возможность сравнения расчетных и экспериментальных данных, в то время, как сигнал на выходе схемы имеет весьма сложный вид и его амплитуда не может быть просто вычислена аналитически, было предложено измерять среднеквадратическое значение переменной составляющей сигнала и показано, что это значение представляется нормой ряда Фурье разложения сигнала по гармоникам основной частоты колебаний и вычисляется относительно просто. Для исключения зависимости сигнала от оптической мощности анализируемого пучка измеряемое эффективное значение переменной составляющей сигнала делится на его постоянную составляющую. Это отношение - эффективная глубина модуляции оптической мощности - является основным выходным параметром схемы.

Поскольку параметры решеток оказывают сильное влияние на характеристики схемы, в работе проводится оптимизация таких параметров фазовых решеток прямоугольного профиля, как глуби- » на ПФМ и скважность. Оптимизация проводилась рассчетно - гра- $ фическими методами с точки зрения максимального выходного си- И гнала и минимальной чувствительности схемы к отклонению параметров решеток от заданных. Было показано, что наилучшее со-

7

чотание параметров решеток следующее: глубина ПФМ должна быть одинаковой у обеих решеток, а параметры скважности должны удовлетворять соотношению (\л - 1 - ч2. Выделено несколько ин-

«I тересных сочетаний параметров решеток, позволяющих получить

}г

максимальный выходной сигнал, однако предпочтение оыло отдано решеткам в виде меандра с глубиной ПФМ 45", так как их использование обеспечивает удовлетворительный по величине выходной сигнал и позволяет легко рассчитывать характеристики схемы, не требуощие поэтому тарировки относительно контрольных измерительных схем.

Далее были рассчитаны зависимости величины эффективной глубины модуляции от расходимости оптического пучка в различных порядках дифракции и определены оптимальные расстояния между решетками с точки зрения максимальной крутизны этих зависимостей и стабильности схемы. Здесь же описана методика измерений угла расходимости и настройки схемы на требуемый диапазон измерений.

До сих пор анализ схемы проводился в приближении равномерного движения решетки. Колебательное же ее движение вносит погрешность в величину эффективного значения переменной составляющей сигнала. Поэтому здесь проведен анализ этой погрешности и выработана методика ее подавления путем модуляции амплитуды колебаний решетки с одновременным интегрированием выходного сигнала.

Далее приведено описание экспериментальной установки для исследования характеристик схемы измерения расходимости лазерного излучения. Эта установка позволяла также проводить эксперименты более общего плана, предназначенные для проверки теоретического анализа дифракции гауссова пучка на СДР. В этой установке одна из решеток приводилась в колебательное движение электромагнитным вибратором, а система регистрации оптических сигналов включала, помимо фотодетектора, средне-квадратический детектор и аналога - цифровой преобразователь, позволяющий осуществлять операцию деления эффективного значения переменной составляющей на выделенную интегратором постоянную составляющую сигнала. Данные снимались в оцифрованном виде, что облегчало их статистическую обработку и графический анализ. Здесь же приведено описание измерителя расходимости лазерного излучения, изготовленного автором на кафедре радио-8

физики УДН на основе разработанных в диссертации принципов.

В следующем раздело второй главы описана серия экспериментов, направленных на проверку теоретических положений данной главы и на исследование характеристик схемы измерения расходимости оптического излучения. Здесь приведены экспериментальные зависимости эффективной глубины модуляции от расстояния между решетками при работе в нулевом и первых порядках дифракции с использованием решеток различного периода, а также теоретические зависимости, рассчитанные при значениях параметров, использованных в эксперименте. Отмечено хорошее совпадение экспериментальных и расчетных данных. Эксперименты по измерению расходимости лазерного излучения, которая изменялась оптическим коллиматором и контролировалась методом Фо-тометрированил, доказали точность и эффективность предложенного метода и корректность теоретических выводов.

В качестве важного практического приложения СДР далее описан созданный на кафедре радиофизики УДН дифракционный контактный измеритель параметров малых линейных колебаний и перемещений [3], построенный на базе оптической схемы с СДР, в основе действия которого лежит модуляция оптической мощности в первом порядке дифракции при смещении подвижной решетки, связанной с объектом, относительно опорной решетки, привязанной к базе отсчета. Здесь рассчитана чувствительность прибора, составившая 0.27 к в полосе 100 Гц, и приведены данные экспериментальных испытаний прибора.

Далее описаны схемы подавления влияния шумов лазера на выходной сигнал в оптических измерительных устройствах, основанные на стабилизации мощности излучения лазера и на аналоговых и цифровых методах нормировки сигнала к величине, пропорциональной мощности входящего в схему излучения. Эти схемы были испытаны при проведении экспериментов, выполненных в процессе работы над диссертацией.

В качестве альтернативы использованию лазеров в некоторых измерительных схемах, в конце главы описан построенный на кафедре радиофизики УДИ оптоэлектронный контактный датчик колебаний и перемещений, работающий с источником некогерентного света в составе скважинного деформографа. Приведены его расчетные и экспериментальные характеристики. Достигнутый порог

О

регистрации составил 0.17 А в полосе 100 Гц.

В третьей главе изучаются явления при дифракции гауссова пучка на СФС и рассматриваются новые схемы зондирования ПАВ и колебаний с использованием СФС [4]. Ступенчатая фазовая ( ? структура представляет собой на практике протяженный ступен-^ чатий перепад на плоской поверхности отражающего или преломляющего материала с глубиной от долей до нескольких десятков длин оптической волны. Проблему взаимодействия света с СФС можно отнести ко классической задаче дифракции оптической волны на "угле" или "фазовом ноже". Эта задача решена в начале главы для гауссова пучка в приближении малого ступенчатого перепада. При этом получено и исследовано общее выражение для энергетического пространственного спектра дифрагированного пучка. Выделен частный случай конфигурации оптической схемы, когда ступенчатый перепад расположен в центре каустики (перетяжки) пучка, для которого значительно упрощается полученное выражение. Пространственный спектр дифрагированного пучка для этого случая тщательно исследован в зависимости от глубины перепада СФС как аналитически, так и экспериментально. Отмечено хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных для большого диапазона глубин ступенчатого перепада, что оправдывает принятые в расчетах приближения. Показано, что периодическая зависимость пространственной частоты минимума дифракционной картины от глубины перепада СФС имеет протяженные линейные участки. Это обстоятельства легло в основу метода измерений глубины травления ступенчатых структур, в котором гауссов пучок С известной расходимостью дифрагирует на исследуемом ступенчатом перепаде, а его фазовая глубина определяется по положению минимума дифракционной картины.

Далее рассматривается оптическая схема, в которой дифрагированный на СФС пучок ограничивается щелевой диафрагмой, расположенной в дальней зоне по центру пучка параллельно линии перепада СФС. Показано, что оптическая мощность пучка за диафрагмой зависит от глубины перепада СФС по гармоническому закону, и определен угловой размер диафрагмы, при котором крутизна этой зависимости максимальна. На основе этой зависимости была теоретически построена схема зондирования поверхностных волн и колебаний, в которой сфокусированый до размера, меньшего длины акустической волны, оптический пучок, падая на звукопровод под некоторым углом, а затем, отражаясь от 10

поверхности звукопровода или преломляясь на ней, получает угловую модуляцию направления распространения с частотой ПАВ. В непосредственной близости от звукопровода в плоскости падения пучка расположена СФС, эффективная глубина перепада которой зависит от угла падения пучка и, следовательно, от мгновенного значения угла наклона зондируемого участка поверхности звукопровода. При определенной настройке угла падения пучка в данной схеме оптическая мощность, регистрируемая фотодетектором за диафрагмой, также получает модуляцию с частотой ПАВ. Схема чувствительна и к статическому наклону звукопровода. При этом, чем больше глубина перепада СФС, тем выше угловая чувствительность схемы. В то же время, большая глубина СФС на практике означает большую физическую высоту ступенчатого перепада. В результате, оптический пучок, падая под углом на СФС, расщепляется в плоскости падения на два пучка. Увеличение высоты перепада приводит к ослаблению перекрытия этих пучков и к "размыванию" дифракционной картины, что, в конечном счете, снижает чувствительность схемы. Для математического описания этого эффекта были проделаны необходимые расчеты, в результате которых были получены общие выражения для угловой чувствительности и коэффициента преобразования схемы. Для того, чтобы иметь возможность сравнительной оценки характеристик схемы, были рассчитаны аналогичные параметры известного метода "ножа", также применяемого для зондирования поверхностных колебаний.

Далее рассматриваются конкретные схемы оптического зондирования с использованием СФС, отличающиеся конфигурациями СФС и способом зондирования колеблющейся поверхности: на просвет или на отражение. Это схема с отражающей СФС, когда ступенчатый перепад устроен непосредственно на поверхности звукопровода, а зондирование ведется с отражением оптического пучка, это целая группа схем с просветом СФС при зондировании как на просвет звукопровода, так и на отражение, и, наконец, схема зондирования с компенсацией расщепления пучка. В последней схеме имеются две СФС с различными параметрами, а зондирующий пучок отражается от звукопровода. Вспомогательная СФС, расположенная в падающем пучке, предназначена для предварительного расщепления пучка таким образом, чтобы скомпенсировать это расщепление на основной СФС, расположенной в от-

11

раженном пучке. Тем самым значительно повышается чувствительность схемы. Для всех этих схем рассчитаны оптимальные угловая чувствительность и коэффициент преобразования в зависимости от высоты перепада ступенчатой структуры и угла расходимости зондирующего пучка. Праведен сравнительный анализ характеристик предложенных схем и метода "ножа". Показано, в частности, что схема с компенсацией расщепления пучка имеет более высокую чувствительность, чем указанный метод, особенно при малых значениях угла расходимости пучка. Эта схема может быть использована в сверхчувствительных и стабильных в работе датчиках угловых смещений и колебаний.

В конце главы рассмотрен вопрос пространственного разрешения предложенных схем зондирования, а также доказано, что схемы с исползованиом СФС чувствительны только к колебаниям поверхности звукопровода в плоскости, параллельной линии перепада СФС.

В заключении представлены основные результаты диссертации.

В приложении рассмотрена методика расчета и измерения параметров решеток, использованных в работе, а также технология их изготовления.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Проведен теоретический анализ дифракции гауссова пучка на системе из двух дифракционных решеток (СДР), одна из которых движется, и получены выражения, позволяющие исследовать схемы зондирования ПАВ с опорной дифракционной решеткой и рассчитывать их параметры с учетом расходимости оптического пучка.

2. Предложен и испытан новый метод измерения параметров угловых колебаний и смещений отражающей поверхности объектов.

3. Определены оптимальные параметры и рабочие характеристики СДР, предназначенной для работы в оптических измерительных схемах.

4. Разработан и испытан новый метод измерения расходимости лазерного излучения, основанный на взаимодейсвии оптического пучка с СДР.

12

5. На базе СДР разработан и исследован дифракционный измеритель параметров малых линейных колебаний и перемещений.

6. Рассчитан н исследован пространственный спектр гауссова оптического пучка, продифрагировавшего на ступенчатой фазовой структуре (СФС), и предложена новая методика измерения глубины травления ступенчатых структур.

7. Разработан новый метод оптического зондирования поверхностных волн и колебаний с использованием СФС.

8. Предложен ряд схем оптического зондирования, использующих СФС в качестве опорного элемента, и рассчитаны их параметры.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Комоцкий В. А., Никулин В. Ф. Теоретический анализ дифракции гауссова оптического пучка на системе из двух дифракционных решеток//Опт. и спектр.— 1987. — Т. 63, вып. 2.— С. 409—415.

2. Способ определения расходимости когерентного оптического излучения и устройство для его осуществления: А. с. № 1365872 СССР, МКИ 3 й01 Л5/08, Комоцкий. В. Л., Никулин В. Ф. (СССР).

3. Комоцкий В. А., Никулин В. Ф. Дифракционный измеритель малых перемещений и вибраций/Тезисы. — Могилев. — 23—25 мая 1989 г. — Часть 2. — Минск. — 1989. — С. 99—100.

4. Никулин В. Ф. Оптическое зондирование поверхностных 'волн и колебаний с использованием ступенчатой фазовой структуры/Тезисы. — XXVII науч. конф. физ.-мат. фак. УДН. — М.: Издательство УДН, 1991. — С. 34.

Тематический плап 1001 г., Л1 326

Подписано к печати 18.12.91. Формат бОХЙО'/',^. Ротапринтная печать. Уч.-изд. л. 0,75. Усл. печ. л. 0,75. Усл. кр.-отт. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 787. Бесплатно.

Издательство Университета дружбы народов 117923, ГСП-1, Москва, ул. Орджоникидзе, 3

Типография Издательстпа УДН 117923, ГСП-1, Москва, ул. Орджоникидзе, 3