Российские ученые предложили новый способ контроля качества компьютерно-синтезированных голограмм — микроизображений на кварцевых пластинках, с помощью которых проверяются линзы космической оптики. Особые «метки», записывающиеся в поле голограммы по мере создания, позволят существенно увеличить точность записи голограмм, а в перспективе и автоматизировать этот процесс. Статья опубликована в журнале Sensors.
Компьютерно-синтезированная голограмма — это оптическая пластинка, на которой лазерным лучом формируется изображение. Стекла с голограммами широко используются в различных сферах жизни, в том числе и для проверки оптических систем. Для этого на кварцевой пластине формируются рассчитанные с помощью компьютерных программ микроструктуры, они определенным образом преломляют свет, создавая требуемый волновой фронт, который в дальнейшем используют как эталон для проверки поверхности линзы и зеркал. Волновой фронт, отражаясь от проверяемой поверхности, создает изображение, которое проверяется на отклонения от заданных форм. Это позволяет определить расположение дефектов.
Однако, чтобы стать эталоном, голограмма должна быть изготовлена очень точно. Наиболее значительные ошибки возникают из-за отклонения лазерного луча, записывающего голограмму. Для решения этой проблемы ученые из Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук предложили использовать специальные метки, записанные в структуре голограммы. Они имеют вид микрорешеток, которые при прохождении света через них формируют сложную дифракционную картину.
Микрорешетки, как и сама голограмма, создавались на поверхности кварцевого стекла с помощью лазера. Первую часть микрорешеток ученые записывали до нанесения голограммы. Затем по мере формирования изображения в строго определенных местах добавлялась вторая их часть. После завершения записи, пропуская отдельно через каждую метку тонкий лазерный луч, исследователи анализировали распределение света в дифракционной картине. Если микрорешетки были смещены друг относительно друга, картина нарушалась, и голограмму нельзя было считать точной. Если сдвига микрорешеток не было, то полученную пластинку можно было в дальнейшем использовать в качестве эталона для проверки оптики.
«Предложенный нами метод может определить погрешности в изображении масштабом до десяти нанометров, что позволяет гарантировать точность голограмм. Это очень важно, когда их применяют для проверки качества зеркал телескопов. Например, наш институт изготовил голограммы, которые использовались как эталоны при шлифовке поверхности самого большого в России зеркала — диаметром шесть метров — Большого телескопа азимутального. Также наша лаборатория создала голограммы для подобной проверки зеркал Космического телескопа James Webb. Перспективы предложенного в этой работе метода очень широкие, поскольку для многих задач требуется создание уникальных голограмм, к каждой из которых необходимо подобрать собственный “ключик” — метод изготовления и проверки характеристик», — рассказал соавтор исследования Руслан Шиманский.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
