本发明提出的领域,属技术光学领域。 现有的干涉仪,普遍采用的结构原理是:用平板玻璃的一个镀半透半反膜的端面作分束器,以分振幅的方法将一束入射光分裂成两束光,其中的一束光是干涉仪的基准光,另一束光通过被检测的物场使波面发生畸变,则这个畸变正好记录了物场的结构特征;然后,再将这束畸变的物光与基准光相干叠加,则干涉条纹就反映了波面畸变的特征。因而也反映了物场的结构特征。现有干涉仪的典型结构,以迈光尔逊干涉仪为代表。这些干涉仪对于不清晰的物场,没有增强象的反衬度的功能。
本发明的目地,在于提出一种能增强图象结构特征识别的干涉仪。它可以使轮廓线不清晰的物场和模糊不清的图象,经干涉仪的光学信息处理后,使它的结构特征比较清楚地显示出来。
本发明的光学结构原理,如图所示。其中的〔1〕为相干光源;〔2〕为准直透镜;〔3〕为物场,P-P为它的基准+线;〔4〕为物镜;〔5〕为半透半反膜,它镀在平面平行玻璃板的一个端面上;〔6〕是屋脊,它由平面反射镜M1和M1′所组成;〔7〕也是屋脊,它由平面反射镜M2和M′2所组成;〔8〕是调焦+线。屋脊〔7〕作为整体,它可以沿箭头A-A方向平移;其中的反射镜M2′,又可以沿箭头B-B方向平移。
将屋脊〔7〕沿A-A移动到适当位置,便可使P-P上的+线对物镜〔4〕所成之象经干涉仪的两屋脊(即两臂)反射后沿光轴方向重合;再将反射镜M2′沿B-B移动到适当位置,便可使上述两个+线的象完全重合;然后适当移动Q-Q,使其上的+线与P-P的象重合。这是干涉仪工作时的起始状态。
设物场的光扰动复振幅分布为O(x,y,z),其中z为光轴方向;它对物镜〔4〕所成之象经干涉仪两臂反射后的光扰动复振幅分布为O1′(x′,y′,z′)和O2′(x′,y′,z′)。设在起始状态,有
O1′(x′,y′,z′)=O2′(x′,y′,z′)=O′(x′,y′,z′)
如果将屋脊〔7〕沿A-A方向平移,则两臂所反射的象场将在z轴方向产生错位。若记错位量为Δz′,则复合象场为
O′(x′,y′,z′)+O′(x′,y′,z′+Δz′)
上式表明,此时的象场为沿z′轴方向的梯度场。
如果对起始状态的干涉仪,将M2′沿B-B方向平移,则两臂所反射的象场将在x轴方向产生错位,若记错位量为Δx′,则复合象场为
O′(x′,y′,z′)+O′(x′+Δx′,y′,z′)
上式表明,此时的象场为沿x′轴方向的梯度场。因为物镜的成象具有迴转对称特性,所以只要将物场或干涉仪绕光轴旋转90°,即得沿y′轴方向的梯度场。
由此可见,本发明可以显示任意方向上的错位复合象场,亦即本发明可以显示任意方向上的梯度场。遮断任意一臂上的光路,梯度场即还原成普通的象场。将象场与梯度场作比较,对辨认精细结构是有利的。
图中所给出的物体,是透明体。对于不透明的物场,照明方式为漫反射照明。
附图为本发明的结构图。
附图中的〔1〕是相干光源、〔2〕是准直透镜、〔3〕是物场、〔4〕是物镜、〔5〕是半透半反膜、〔6〕是屋脊、〔7〕是整体屋脊、〔8〕是调焦+线。