Лабораторный практикум по оптике, содержащий описание 21 лабораторной работы, страница 36

Повернув непрозрачный экран в фокальной плоскости линзы на 90 градусов так, чтобы щель расположилась вертикально, мы в изображении сетки видим только горизонтальные линии.

Рис. 12.6.

Таким образом, горизонтальные составляющие дифракционной картины предмета ответственны за образование вертикальных составляющих изображения предмета и, наоборот, вертикальные составляющие дифракционной картины в фокальной плоскости линзы ответственны за образование горизонтальных составляющих изображения предмета.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Установка состоит из дифрактометра ИФ-124, блока питания, газового лазера ЛГН-208Л, исследуемого объекта (капроновая сетка), объективного микрометра, микроскопа МБИ-1, щели для пространственной фильтрации изображения, лупы со шкалой делений.

Дифрактометр ИФ-124 (рис. 12.7) предназначен для исследования спектра пространственных частот электронно-микроскопических и других изображений, зарегистрированных на негативных фотоматериалах.

Он может использоваться для анализа светорассеивающих объектов, содержащих упорядоченные и не упорядоченные структуры. В данной работе дифрактометр используется для изучения дифракции Фраунгофера и осуществления пространственной фильтрации изображения.

Рис. 12.7.

Дифрактометр (рис. 12.7) состоит из корпуса 14, дифракционного 2 и репродукционного 23 объективов, рамки с исследуемым объектом 21, столика масок 8 для помещения в него щели. Перемещения столика в горизонтальном и вертикальном направлениях осуществляется винтами 10 и 7. В качестве источника света используется газовый лазер 17 типа ЛГН-208А, питаемый от блока 22. Диафрагма 13 ограничивает размер используемого участка предмета.

В режиме фильтрации дифракционный объектив 2 заменяется репродукционным объективом 23, который вставляется на направляющие типа "ласточкин хвост" и крепится винтом 24. Изображение сетки наблюдается на матовом экране, закрепленном в отверстие 17 винтом 16. При этом крышка 18 должна быть удалена. Изображение сетки наблюдается с помощью лупы в оправе. В режиме дифракции дифракционная картина наблюдается с помощью окуляра1, который фокусируется путем продольного перемещения. Увеличение дифракционного объектива при этом должно соответствовать положению винта 5 на 1^х. Поворот щели в столике масок из горизонтального положения в вертикальное осуществляется вращением рычага 9. Изменение яркости изображения производится сменой поглощающего светофильтра 19, путем продольного перемещения рукоятки 20.

Принципиальная схема оптического дифрактометра приведена на рис. 12.8.

Рис. 12.8.

Световой поток из источника 1 проходит через коллиматор 2 и параллельным пучком освещает исследуемый снимок 3 (капроновую сетку).

В задней фокальной плоскости линзы 4 формируется дифракционное изображение сетки 5, представляющие собой его
Фурье–спектр. Световые лучи, прошедшие сетку, рассеиваются и фокусируются на некотором расстоянии от оси. За плоскостью 5 установлена фильтрующая линза 6. Эта линза совместно с линзой 4 создает изображение исследуемой сетки 3 на экране 7.

Если в дифракционную картину 5 внести соответствующие изменения (например, закрыть отдельные максимумы), то можно вызвать соответствующие изменения в изображении сетки 7, т.е. провести фильтрацию изображения.

Оптическая схема дифрактометра показана на рис. 12.9.

Выходящий из квантового генератора 1 пучок проходит через объектив 2 телескопической системы, светофильтр 3, фотозатвор 4, зеркала 5,6,7 и попадает на второй объектив 8. Лазерный луч, расширенный телескопической системой, попадает на исследуемую сетку, помещенную в столик 9. Рассеянные сеткой лучи проходят через линзу 10, в фокальной плоскости 14, которой формируется дифракционная картина.  Объектив 15 при помощи зеркал 16 и 17 создает изображение сетки на матовом экране 18.

При работе в режиме дифракции система линз 15 (репродукционный объектив) заменяется дифракционной насадкой, состоящей из объектива 19 с экраном 20 и лупой 21. Объектив 19 отображает дифракционную картину на матовый экран 20.