УДК 532.526+621.373
РЕГИСТРАЦИЯ ИНТЕРФЕРОГРАММ С ФОРМИРОВАНИЕМ ОПОРНОГО ПУЧКА ОТ ОТДЕЛЬНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
E-mails: pavalex@itam.nsc.ru, bvm@itam.nsc.ru
Обсуждается способ регистрации интерферограмм газовых потоков с формированием опорного пучка от отдельного источника света. Приведены соотношения для контраста регистрируемых интерферограмм в зависимости от времени экспозиции, времени когерентности и разности генерируемых частот используемых лазеров. Данные численных экспериментов и результаты исследования газовых потоков свидетельствуют о перспективности методики, существенно расширящей возможности методов оптической интерферометрии в аэрофизическом эксперименте.
Ключевые слова: оптическая интерферометрия, опорная волна, газовыенеоднородности.
1. Методы оптической интерферометрии являются одними из наиболее эффективных оптических методов исследования газовых неоднородностей [1]. Они позволяют не только визуализировать исследуемые течения, но и получать (в некоторых случаях), количественные данные о распределении полей плотности. Однако на крупных установках их реализация с использованием классических интерферометров типа Маха ‑ Цандера сопряжена с существенными техническими трудностями. Это обусловлено тем, что основной особенностью всех двухлучевых интерферометров является использование одного источника света для формирования и предметной, и опорной волн. В подобных схемах необходимо обеспечить прохождение опорной волны без каких-либо искажений к области ее суперпозиции с предметной волной, что и является основным препятствием при реализации этих методов на крупных установках. В некоторых случаях габариты и конструктивные особенности установки вообще делают невозможным использование подобных интерферометров.
Иногда при реализации методов оптической интерферометрии применяются схемы с формированием опорной волны из тонкого лазерного пучка, прошедшего через невозмущенную область потока. Например, в [2, 3] подобная схема использовалась для регистрации полей плотности методом двухэкспозиционной голографической интерферометрии при сверхзвуковом обтекании плоской пластины со ступенькой. Однако такие системы не находят широкого распространения из-за сложности оптической схемы. К тому же в некоторых случаях невозможно выделить область течения не возмущенную на всем пути опорного пучка.
В работе [4] предложен метод регистрации интерферограмм с формированием опорного пучка из предметного. При этом после прохождения неоднородности зондирующий пучок амплитудным делителем делится на два, один из которых, прошедший через фильтр пространственных частот (диафрагма с диаметром отверстия d≈0,01 мм), используется в дальнейшем в качестве опорного. Схема позволяет получать качественные интерферограммы, но ее применение имеет существенные ограничения. Это связано с необходимостью тонкой настройки системы для фокусировки на отверстие оптического фильтра пучка, используемого
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.