202988. lajstromszámú szabadalom • Fényoptikai eljárás és berendezés anyagi minőség vizsgálatára
3 HU 202988 B 4 hordozó szórt fény relatív intenzitása növelhető. Az ismert eljárások esetén a lézernyalábot megszaggatják és az így modulált fénysugárnyalábot optikai lencsével a vizsgált anyagra, vagy az anyagba fókuszálják, majd az arról visszavert, vagy az általa áteresztett fénysugárnyalábot további optikai leképzésnek vetik alá. A további optikai leképzés sorén a teljes fénysugárnyalábot tehát a direkt és a szórt nyalábot együtt - használják. A találmány szerinti fényoptikai megoldás lényeges felismerése az, hogy a direkt és a szórt fénynyalábot nem változatlan formában, együtt használjuk fel, hanem a direkt - azaz a hasznos információt nem hordozó és a hamisjelet okozó - fénysugérnyaláb fényintenzitását lecsökkentjük az információt hordozó szórt fény intenzitáséhoz képest. A megoldáshoz megfelelő modulációt - 50%-os kitöltési tényezőjű négyszögjelet - kell létrehozni, amire kísérleteink szerint azért van szükség, mivel például szinuszos modulációnál a fotodetektorok, a kiértékelő elektronika általában nemlineáris viselkedése a szinuszfüggvény torzulásához és így felharmonikusok megjelenéséhez vezet. A modulációs frekvencia kétszeresénél jelentkező felharmonikus a mérés szempontjából nem kívánatos, kiszűrhetetlen hamis jel, ami a mérendő jelet teljesen el is fedheti. Kísérleteink szerint négyszög-modulációnál a nemlinearitás nem okoz problémát, mert ha a kiértékelés során gyors elemeket alkalmazunk, akkor a négyszögjel torzulása a kívánt mérték alá csökkenthető és torzítatlan, 50%-os kitöltési tényezőjű négyszögjel szimmetria-okokból nem tartalmazza a modulációs frekvencia kétszeresét. A fentiek alapján indokolt tehát megoldásunk esetén a modulálás során 50%-os kitöltési tényezőjű négyszögjel előállítása. A találmány tárgya fényoptikai eljárás anyagi minőség vizsgálatára, amelynek során nagy felületi fényességű fénysugárforrás által kibocsátott fénysugárnyalábot megszaggatjuk és az így modulált fénysugárnyalábot optikai lencsével a vizsgált anyagra, vagy anyagba fókuszáljuk, az arról visszavert, vagy az általa áteresztett fénysugárnyalábot további optikai lencsével fénydetektorra képezzük le. A fénydetektor elektromos jeleit a modulációs frekvencia kétszeresére állított, fázisérzékeny erősítővel mérjük és fénysugárnyaláb optikai úthosszváltozása által létrehozott intenzitásváltozás alapján meghatározzuk a vizsgált anyag minőségi jellemzőit. Az eljárás lényege az, hogy a modulálás során 50%-os kitöltési tényezőjű négyszögjelet hozunk létre, a vizsgált anyagot az optikai tengelyben, az optikai lencséktől meghatározott, azonos távolságra helyezzük el. A vizsgált anyagról visszavert, vagy az általa áteresztett fénysugárnyalábtól pedig a direkt és szórt fénysugárnyalábokat megkülönböztetjük, és közülük legalább az egyik fénysugárnyalábot oly módon befolyásoljuk, hogy a fénydetektoron a szórt fénysugárnyaláb relatív intenzitását megnöveljük. Az eljárás során célszerűen a direkt és a szórt fénysugárnyalábokat az optikai lencsén és a további optikai lencsén, az optikai tengelyére szimmetrikusan elhelyezett nyílások révén különböztetjük meg és a fénydetektoron a fényintenzitás értékét 1 = (d + is)2 = d2 - s2 ahol I - a fénydetektoron mért fényintenzitás, d - a direkt fény amplitúdója s - a szórt fény amplitúdója, i - a komplex egységgyök összefüggés alapján határozzuk meg. Előnyös lehet megoldásunk szerint az, ha a direkt és/vagy a szórt fénysugárnyalábok befolyásolásét oly módon végezzük, hogy a direkt fénysugárnyalábot kitakarjuk és a fénydetektoron a fényintenzitás értékét I = s2 ahol I - a fénydetektoron mért fényintenzitás, s - a szórt fény amplitúdója összefüggés alapján határozzuk meg. Eljárásunk során előnyös lehet továbbá az is, ha a direkt és/vagy a szórt fénysugárnyalábok befolyásolását oly módon végezzük, hogy a direkt fénysugárnyalábot c2Sl áteresztőképességű rétegen vezetjük keresztül, a szórt fénysugárnyalábon pedig 90°-os fázistolást hajtunk végre és a fénydetektoron a fényintenzitás értékét I = (cd - s)2 » c2d2 - 2cds összefüggés alapján határozzuk meg. Célszerűen a direkt és/vagy a szórt fénysugárnyalábok befolyásolását a további optikai lencsével végezzük. A találmány tárgya továbbá fényoptikai berendezés anyagi minőség vizsgálatára, célszerűen az ismertetett eljárás foganatosítására, amelynek modulátorral rendelkező nagy felületi fényességű fénysugárforrása, a fénysugárforrás által kibocsátott fénysugárnyaláb útjában fókuszáló optikai lencséje van, amelynek optikai tengelye mentén a fénysugárforrás képének helyén vizsgált anyag van elhelyezve. A vizsgált anyagról, vagy a vizsgált anyagból visszavert, vagy azon áthaladó fénysugárnyaláb útjában további optikai lencse van elhelyezve, a további optikai lencsét követően pedig fénydetektort tartalmaz, mely kimenete a modulációs frekvencia kétszeresére állított fázisérzékeny erősítőn keresztül megjelenítő egységhez csatlakozik. A berendezés úgy van kialakítva, hogy az optikai lencse és a további optikai lencse a vizsgált anyagtól azonos távolságra, a visszavert vagy az áthaladó optikai tengely mentén van elhelyezve. Az optikai lencse meghatározott átmérőjű, az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
