CS230331B1 - Způsob a zařízení k detekci více fázově posunutých interferenčních signálů v laserovém interferometru - Google Patents

Abstract

Vynález se týká laserových interferometrů. Podstatou vynálezu je způsob detekce více fázově posunutých interferenčních signálů, kde na svazky světla z interferometru přiváděné k interferenci se postupně působí dělením intenzit, průchodem optickým prostředím s navzájem odlišnou rychlostí šíření světla ve dvou kolmých směrech a použitím polarizujícího průchodu, eventuálně odrazu svazků světla na optickém rozhraní, čímž se docílí změny polarizačního stavu dílčích svazků světla s požadovaným fázovým rozdílem, které po dopadu na detektory vytvářejí signály s fázovým posuvem π 2n Vynález je určen pro laserové interferometry.

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení k detekci signálů v laserovém interferometru. Laserový interferometr se obvykle skládá ze zdroje lineárně polarizovaného světla, z vlastního interferometru a detekční jednotky pro detekci interferenčních signálů.

Na výstupu z vlastního interferometru vzniká interferenční pole, jehož stav je závislý na dráhových rozdílech obou větví interferometru. Dopadem interferujících svazků paprsků na fotoelektrické detektory vznikají v detekční jednotce interferenční signály, které jsou zpracovávány dále ve vyhodnocovací elektronice. Způsob detekce interferenčních signálů určuje do značné míry vlastnosti celého zařízení, tj. rozlišovací schopnost, stanovení směru pohybu, spolehlivost měření apod.

Nevýhodou dosavadních způsobů detekce je hlavně malá rozlišovací schopnost, nízké využití vstupující intenzity světla a přítomnost stejnosměrné složky u interferenčních signálů, která má značný podíl na nespolehlivosti zařízení.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje způsob detekce více fázově posunutých interferenčních signálů, např. n párů signálů v kvadratuře, navzájem fázově posunutých o úhel --— z laserového interferometru s 2n vysokým rozlišením a s eliminací stejnosměrné složky signálu, jehož podstatou je, že na svazky světla z vlastního interferometru, přiváděné k interferenci, se postupně působí dělením intenzit, průchodem optickým prostředím s navzájem odlišnou rychlostí šíření světla ve dvou kolmých směrech a použitím polarizujícího průchodu, event. odrazu svazků světla na optickém rozhraní, čímž se docílí změny polarizačního stavu dílčích svazků světla s požadovaným fázovým rozdílem, které po dopadu na detektory vytvářejí signály s fázovým poπ suvem —-— .

2n

Podstatou zařízení je, že obsahuje nejméně jeden, případně více kombinovaných optických členů, sestávajících ze sériově řazeného přibližně nepolarizujícího děliče a polarizujícího děliče, mezi kterými jsou vloženy dvojlomné optické elementy, například zpožďovací destičky, případně jsou tyto elementy umístěny před přibližně nepodřizujícím děličem. Jinou další podstatou kombinovaných optických členů je, že sestávají z nejméně jednoho sériově řazeného polarizačně asymetrického optického děliče a polarizujícího děliče, mezi kterými jsou vloženy dvojlomné elementy, například zpožďovací destičky, případně jsou tyto dvojlomné elementy umístěny před polarizačně asymetrickým optickým děličem.

Zařízení je doplněno v cestě ortogonálně lineárně polarizovaných svazků z vlastního interferometru přídavnou destičkou, případně opatřenou dielektrickou vrstvou.

Výstupy čtvrtého a pátého detektoru jsou připojeny na vstup diferenčního zesilovače.

Výstupy druhého a třetího, čtvrtého a pátého detektoru jsou připojeny přes děliče na vstupy součtových a diferenčních zesilovačů.

Předností uvedeného způsobu detekce více fázově posunutých signálů, např, n párů signálů v kvadratuře navzájem fázově posunutých o úhel -y—, je vysoké rozlišení, i ull plné využití intenzity vstupujícího světla a odstranění stejnosměrné složky u interferenčních signálů.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde na obr. 1 je schematicky zobrazeno uspořádání detekční jednotky s dvěma páry signálů v kvadratuře, na obr. 2 se čtyřmi páry, na obr. 3 s jedním párem signálů v kvadratuře a jedním v protifázi fázově poTt sunutých o —-— a na obr. 4 je další varianta uspořádání podle obr. 2.

Princip způsobu detekce interferenčních signálů spočívá v rozdělení interferujících svazků na dílčí, na které se působí dvojlomnými optickými prvky, čímž se získají dílčí interferenční pole. Z každého dílčího interferenčního pole se vyberou vhodné kmitosměry, například pomocí polarizujících děličů a tyto svazky světla dopadají na fotoelektrické detektory. Získá se n dvojic signálů navzájem fázově posunutých o úhel —; přitom signály každé dvojice jsou v £11

7Γ kvadratuře, tj. fázově posunuté o —-— . Pokud je detekční jednotka upravena pro detekci signálůů v protifázi, lze při zvýšeném počtu detektorů odstranit stejnosměrnou složku použitím diferenčních zesilovačů. Odstranění stejnosměrné složky je v jiné variantě provedeno použitím vhodné kombinace součtu a rozdílu signálů.

Na vstupu detekční jednotky vyjádříme polarizované světlo sjednocených svazků Jonesovým vektorem:

kde:

ε_ν — Jonesův vektor vstupních sjednocených svazků,

Ei — elektrický vektor referenčního svazku,

Ei — elektrický vektor měřicího svazku.

Pro jednu dvojici dílčích interferenčních polí, které se získají interferencí prvních dvou dílčích svazků a fázově posunutých druhých dvou dílčích svazků, za předpokladu

El = El . θ^ίφ, kde φ je fázový posuv mezi El a Ei, platí:

						w·	-
AI	•	A2		AN			xK, ·
* ·“		· *		M -

Εμ+'ΐϊ)

kde

T* **1 A1	» · ·	AN
w **

jsou Jonesovy matice optických prvků v ces tě prvního dílčího interferujícího svazku,

B1	• · f	BN
**· «**

jsou Jonesovy matice optických prvků v ces tě druhého dílčího' interferujícího svazku,

Ki, Ki‘, K2, Kz — konstanty.

Dále platí pro Jonesovy matice optických prvků:

		P*- ***		- *
A1	«	A2	• ♦ »	AN
				-» *·

o o 1-1

·<** * B1	•	B2	« 9 <	BN
**««» «X		-		·«-

(1-i)

O o d-i) (ni)

Intenzity světla prvních dvou dílčích interferujících svazků jsou dány vztahy:

1, - / ί, · Z* . 1- kJ · E* 11 11 = _K* .ή (₁ , _cos/, = 4^2= 'E,(1tsin?l

Oba signály jsou tedy v kvadratuře, tj. mají vůči sobě fázový posuv 90°. Totéž platí i pro signály v protifázi, které mají znaménko —.

Pro další dvojici dílčích interferenčních polí, které se získají interferencí dvou dílčích svazků š fázovým posuvem o “ musí platit:

vůči první dvojici dílčích svazků, kde n je počet dvojic signálů v kvadratuře, a za předpokladu

*· *1		—» **·
A1		A2	* « 9	AN
*		* ««		-» P«>

r f Ί			2ň
	=		L -1
« I	3		0	-

	r** ·* 07		B2	9 · ·	SN		Γ* Jí.
	1«.				•w —·

a dále:

e^l i 2q i

a* *		r*“			·Μ V 2 m	(Ui)	(1~i J»eQ i
	•		• ♦ ·	BN		0	0
* aw		*· #«*		s. >

in

Intenzity světla těchto dílčích interferujících svazků světla jsou:

	1 +cos(f+
2. £/i--KÍ tEl · 1 +sin

Přitom fázový posuv těchto interferenčních signálů je vůči první dvojici signálů.

Dvojice dílčích interferenčních polí se v detekční jednotce získají rozdělením svazku z interferometru na dílčí svazky a interferencí dílčích interferenčních svazků s různými formami polarizace. V dalším bude uvažována interference tří forem polarizace dílčích svazků:

1. interference kruhově polarizovaných svazků opačné orientace,

2. interference kruhově a lineárně polarizovaného svazku,

3. interference dvou lineárně polarizovaných svazků s přímým fázovým posuvem.

Nyní k jednotlivým případům:

1. Interference kruhově polarizovaných svazků opačné orientace

Budeme uvažovat dvě varianty, a to> detekční jednotku se čtyřmi detektory a detekční jednotku s osmi detektory. Přídavný první detektor 4 je využit na kontrolu přerušení svazku v interferometru. Uspořádání detekční jednotky se čtyřmi detektory je na obr. 1.

Jednotlivé optické elementy mají následující hodnoty:

rotátor 5: levotočivý, fázový posuv S = 90°, tedy otočení roviny kmitů a = 45°, zpožďovací destičky:

	fázový	posuv	azimut
první	7:	ó =	90:,	Θ = 0°
druhá	8:	Ó =	180°,	Θ = 45°
třetí	12:	δ =	90c,	Θ = (P
čtvrtá	13:	δ =	180°,	Θ = 67,5'

první přibližně nepolarizující dělič 6:

^rv — ^R±* Ti=^R,;

první a druhý polarizující dělič 9 a 14:

Γ_//^Ο,99_/ 0,01, ^0,01,^0,99

Pro druhý a třetí detektor 10, 11, na které dopadají svazky světla ai‘bt‘ a ai“bi“, když zanedbáme vliv přídavné destičky 1, platí:

A1

A2

A3

	r **
A4	Λ5
i 1	1-1
	1 1

~vr

-i 1 4 JÁ * e H- ' ® 2.

1 o o

— -

— ~

»»

Γ-* *

·** ·«.

0

0

'οϊ

Γ ; Τ Ί el >t. 0

A1

A2

A3

A4

A5

w ·“

*W r-1

0

1 0

0 el τ

fce‘ f	0 ,	1	1-í		o d
0 I		VI	1 i	- i?	1-1

J £ I e © kde:

kS_r — fázový posuv způsobený prvním, přibližně nepolarizujícím děličem 6 při odrazu, jeho odraznost v rovině kolmé k rovině dopadu a

R„ — jeho odraznost v rovině dopadu. Pro vstupní sjednocené svazky platí:

7Γ * e

/Lil '1 Vz

f

• e ⁰ ir 1 ~e?

takže jejich intenzity jsou:

I ~ ¹ r c* £?

H tLy = “ý— · Rjl + cos /) ! ή -.1 £-J ~ 2 h ~~~2— * ~^cosf)

Dále na výstupu prvního diferenčního zesilovače 17, kde signál li je přiveden přímo a signál Ii‘ přes první odporový dělič 19 v poměru (předpokládáme R, > R„), i máme pro první výsledný signál:

T i 2

Rh-cqs?

Výsledný signál za prvním diferenčním zesilovačem 17 neobsahuje tedy stejnosměrnou slcžku.

Pro čtvrtý a pátý detektor 15 a 16, na které dopadají svazky světla a2^lb2 a a2“b2“, platí:

'2^e

	**ϊ	Γ Ί Γ Ί
82	B3		04	B5
				**·

^,e 2

^C2 ^S2 ^S2-^C2

-ií e^l * o í 7Γ

-£t r

Γ**			r-* ““ί	r** *>		ť ;1f -i	. X >
				84	B5		0 0	c, s,		e H- 0	'Γΰε'ζΓ o r
81		82	83	=		* 2		. ΊΓ	** » jC r— L £L.T 0 /ř/e 2_J
							0 1^			0 el4

1-1 1 1

'^e^l *

kde:

kS_t — fázový posuv způsobený prvním přibližně nepolarizujícím děličem při průchodu, ' jeho propustnost v rovině kolmé *1 k rovině dopadu,

T„ — jeho propustnost v rovině dopadu, „ kde 3 je azimutální úhel ϋζ—-coszyj a/2 čtvrté lineární zpoží>2 — sin í t) ďov-ací destičky 13.

Dále, předpokládáme-li:

c„- s₉=^_ -£= : JI = o ^{2 2} KF' ^T ‘ dostaneme:

£ £i i i

Jř

2.

£l £

-e ^ř í /W £ l/Ď 'í e^LŤ^ ⁺ e ‘ ^e ^Ce¹ ΐ fh. * é¹ ΐ ) o

Z ^íe^Σ f tfW f R}

takže intenzity jsou:

-j θ ·'* ~2 j =-Le_y ^lZ 2 ^z * ij^Tj. * ^T +( T,,- cos f* 2 f^T,, f > 4 * '* _c2 r^!z⁼ ΊΓ ~-ít

Tl* ^T«+(T_f'TJ cos'/>+2 fřr^ siaf

Při použití nedokonalých, to je přibližně nepolarizujících děličů (T_x V obsahuji signály Iz, 12* určitou složku ve fázi a určitou v protifázi.

Převedeme-li signály I2, I2¹ na druhý diferenciální zesilovač 18, dostaneme pro třetí výsledný signál:

l — i ~ í^z - 1— '2 -fT,, r₂ ._Siaf

Tedy výsledný signál za druhým diferenčním zesilovačem 18 neobsahuje stejnosměrnou složku a je přesně v kvadratuře vůči prvnímu signálu.

Rozlišovací schopnost detekční jednotky (a interferometru] lze dále zvýšit zpracováním elektrických signálů v dalších zesilovačích.

Předpokládejme, že máme dvojice signálů v kvadratuře, z nichž každá dvojice má kromě základního signálu ještě signál v protifázi, tedy:

si = Ei²R„ . cos φ; si‘ = Ei²R„ . cos φ· ί₂=ε,² f^T_l‘SLríf_í

Všechny signály přivedeme na stejnou amplitudu pomocí dalších zesilovačů:

si = k cos p;

si‘ = k cos p;

k cos φ + k sin φ = k . γ2 . sim(p + k cos — k sin φ = k . V2 . sin(— φ +

Přivedeme-li ma další diferenční zesilovací stupeň vždy dva signály vhodné polarity, dostaneme na výstupu:

S2 = k cos φ — (+ k sin φ) = = k . V2 . cos(p -t- —ξ—| si = k cos φ — (— k sin p) = = k . V2 . sin(p + —ξ—)

S2 = k sin φ; sa“ = k sin φ;

Pro dva signály se stejnou amplitudou platí:

^-) = k . \Í2 . COS (- φ + = k . 1/2 . COS (p + -í-)

Tím jsme získali dva signály v kvadratuře s polovičním fázovým posuvem vůči původním.

Podobně lze získat další dělení fázových rozdílů zpracováním signálů si, sz, si‘, S2¹, S3, S3^l, si, si‘, avšak před přivedením na další diferenční zesilovače je nutné upravit amplitudy všech signálů na stejnou úroveň.

S5 = k . COS φ — 1 — k CCS ( φ +

S6 - k . sin φ — k sln^? -í- Získal' jsme tedy dva signály s polovičním fázovým rozdílem vůči signálům S3 a st

V dělení fázových rozdílů by bylo možné pokr? č.?v;‘í. Omezení počtu dělicích stupňů bude putu ne dáno> nepřesností fázových úhlů signálů v kvadratuře, nepřesností a kolísáním amplitud jednotlivých signálů apod.

Tedy pro vyšší rozlišovccí schopnost zařízení bude potřeba použít optického dělení fázových úhlů, doplněného dělením elektronickým.

Uspořádání detekční jednotky s osmi detektory je na obr. 2.

)] = ^2c°s mm.cosU +-Í-)

Jl·²“³-/......^sin(’ ⁺ -H

Optické elementy mají tyto hodnoty: Rotátor 5 má stejnou hodnotu jako u po pisu obr. 1.

První, druhý a třetí, přibližně nepolarizu· jící dělič 6, 21 a 31 j ^Ti ^=R// > =°

Třetí, čtvrtý, pátý a šestý polarizující dělič 24, 29, 34 a 37

7^0,99, Τ^Ο,ΟΊ, R„^O,O1, Rj~»0,99

pátá 20	: δ - 180°,	θ	= 45°
šestá 22	: δ =	90°,	Θ	= 0'1
sedmá 23	: δ ==	180°,	Θ	= 11,25°
osmá 27	: δ =	90°,	Θ	= 0°

devátá 28 : δ desátá 30 : δ jedenáctá 32 : δ = dvanáctá 33 : δ = třináctá 35 : δ = čtrnáctá 36 : δ =

180°, 180°,	Ο Θ	= 0° = 45°
90°,	Θ	= 0°
180°,	Θ	= 67,5°
90°,	Θ	= 0°
180°,	Θ	= 33,75'

Pro druhý a třetí detektor 10, 11, na které dopadají svazky světla a/bT a afb-i“, když zanedbáme vliv přídavné destičky 1, platí:

⁰ 'S

W^lT^T ?^R o o _r R_lfe^lž*

f—

f* Γ* **

**Ί

L.

1-1

Αΐ'

Α2

r · · ·

Α7

=.··,, · Kde

αι'

SS.

0

0

β

1

- -

0

ί

a pro intenzity dostaneme:

Přivedením signálu li přímo a Ii‘ přes první odporový dělič 19 v poměru - ----- na první diferenciální zesilovací stupeň 17 dostaneme pro první výsledný signál:

I = L 'COS?

' RjT ¹

Signál za prvním diferenčním zesilovačem 17 neobsahuje stejnoměrnou složku.

Pro čtvrtý a pátý detektor 15, 16, na které dopadají svazky světla a5‘bj‘ a a+bs“, platí:

JL

X.	-** ·* /	jX*				-«· **
7-7		B1	B2	9 · · ·	B7	™ · · ’ - 1 kcte	Bl'	=2	0 Q
1 1 ***»		*· —			*>*»		*> ·*		,ο ι

i zz			•x
_Λ_	RíTllf Vi + >3?	«*	t -Sir>.y.cos(ST-SR)>

’ RJ„ ♦ Mrcos/r.-R.íi.]-²1/^-¾¾L

Přivedením signálů I?,, Iž“ na druhý diferenční zesilovací stupeň 18 dostaneme pro třetí výsledný signál:

^03 k - 2 l/R„^Rj. ^Tv^T± · cos ) · sin ?

Pro šestý a sedmý detektor 25 a 26, na které dopadají svazky světla a3‘b3‘ a a3“b3“, platí:

i Kde

1	'1-1	Γ Ί Γ Ύ >1	** 'fc*.
	1 1 ·».	A1 k J	A2 k	• · ·	A7

Al' o O takže intenzity světla jsou:

Ύ* Z > E&Rfí ^ř3'”2” cos/ -2C_zS₂sia.f 1 -(c£s* ) cos/+2 C_ZS_Z siilf

Signály b, Í3¹ Volíme-li jsou tedy v protifázi a jejich základní fázový posuv závisí na C2, Sz.

dostaneme:

. _ £?«Λ '3 ~ 2	u cos^ ~	g) II	1tcos(iři £) I
r'R h x3 2	1 - -fa 005ý> ♦ -X 5in.y	2. ~~	J 1-~coS (/>+ -^)
	J

Pro osmý a devátý detektor 38 a 39, na které dopadají svazky světla a6*b6‘ a as“b6“, platí:

Další postup je stejný jako u šestého a sedmého detektoru 25 a 26. Ve výrazech pro

3- 2 I ^z dostaneme pro intenzity světla:

Stejnosměrná složka signálů ze šestého a sedmého detektoru 25, 26 je odstraněna pomocí třetího diferenčního zesilovače 40 a z osmého a devátého detektoru 38 a 39 pomocí čtvrtého diferenčního zesilovače 41, na jejichž výstupu dostaneme druhý a čtvrtý výsledný signál I02 a I04.

intenzity je nutné dosadit T,T„ místo R/R,,. Dosazením

2. Interference dvou svazků, z nichž jeden je lineárně a druhý kruhově nebo elipticky polarizován

Tento typ interference poskytuje interferenční pole, jež pro dvě kolmé polarizace, vybrané polarizačním děličem, dává dva signály v kvadratuře. Vůči předchozímu způsobu můžeme tedy získat dvakrát jemnější dělení fázového úhlu pro stejný počet detektorů. Uspořádání detekční jednotky tohoto typu se čtyřmi detektory pro detekci signálů je znázorněno na cbr. 3.

Optické elementy mají následující hodnoty:

rotátor 5 jako ekvivalent popsaný k obr. 1, polarizačně asymetrický dělič 42:

T^ = R„^0,12,

0,03, zpožďovací destičky následujících vztahových značek:

patnáctá 43	: S = 180°,	Θ	= 45°
šestnáctá 44	: δ = 180°,	Θ	1
2
sedmnáctá 45	: δ = 90°,	Θ	= 45°
osmnáctá 48	: δ = 180°,	Θ	== 0°
devatenáctá 47	: δ = 180°,	Θ	= 45°

arctg

Pro šestý a devátý detektor 25 a 39, na když zanedbáme vliv přídavné destičky 1, které dopadají svazky světla ai‘bi a ai“bi“, platí:

r Α1

Α2 ..,

r- Λ 6

= 1

*1 0

7

7 i » -

'ς. s2~

0

1

0 J tr~ J-sr

0

0

&

ť 7

~SŽC2.

0

0 fe,e 2^

Jestliže si stánovinte podmínku kde pro ki, ka platí:

dostaneme:

q^_EiC2

ty ty

a	-0 }*
	2k1+l(i
0	ho	2 Ji

a pro intenzity ._£2 Rs/^Rl p ♦ cos (/* V) + sira. (/ +

, _ _c2 R„+Rj. ^Ei —— kde musí polarizačně asymetrický dělič 42 splňovat podmínky:

^-(V/T )K_Z, R_(/ = f3+2/rJ R_i5 R„=ůj Rj^T,,

Pro druhý a třetí detektor 10 a 11 platí:

r· —	—I		' -		< *Ί 1 0		cosť Í5ia/	0	*- 1
A1	A2	• * ·	A5	—	0 0		0 2ζ 2C ÍSÍI2 ~ý~ cos -Έ-	1	0
	i—				< >		k 2 2j		-

?ΰ_β ^!ί^τ

O

A1

A2

A5

Pro· případ <5 = π dostaneme:

I - ^{T l}$--2

Í3 = -^-5.(1-cos/) í,-#- T„(1^osf) hPro eliminaci stejnosměrné složky všech signálů uvážíme, že máme k dispozici signály:

(pccs/J

R»^1, Rj.

=ůi* fL·2 + + sira fy’* ·? ) _c2 ’ ^E1 • Ea kde Lz “ J j Lz > Lt

Podělením signálu I3 druhým odporovým děličem 54 v poměru

Dále sečtením I3 a Í3^l v součtovém zesilovači 49

Γζ R# t„ Rj.

a odečtením signálu Í3^l v pátém diferenčním zesilovači 48 dostaneme:

L- í,-Ij = C² -LcoiýPředpokládáme, že stejnosměrná složka se mění stejně u všech signálů a můžeme tedy napsat:

a dále zesílením v poměru

Ri/j- Rj.

v operačním zesilovači 50 a odečtením od signálu li v šestém diferenčním zesilovači 51 dostaneme druhý výsledný signál I02:

R = (1 * Hl cos ť) · £/ = cos

2.”^v + ^R'Í^RJ^L1~ 3

- _R„+R.í.

i 9~ 1.

1+ k₉“>s(?+ ’ ^E1 f k^cosfy

-í>] ^l02 =br, -k ^{R f} 'J. - K₂ tf

COS (Ý + -Tf-)

Podobně odečtením signálu I2 od hodnotyAsEpT^ v sedmém diferenčním zesilovači 52 obdržíme čtvrtý výsledný signál Ion ~

Dále odečtením výsledných signálů I02 aloi v osmém diferenčním zesilovači 53 dostaneme třetí výsledný signál I03:

^!oí⁼l M R» i/2~co_S (/* £)

Dostaneme tedy výsledné signály:

/_o,(/₊o+ř₃-^--T₃=u.

. _ 2 z ω i 77 \ ^l02 (?*V ⁼ 'Φ ~ ' ^C°^S ~ ' í₀₃ %) =b -V?ú-U₂-V7²ú)=ι/i: *₂ ·^cos£) ^l04 ‘^COS

Výsledné signály jsou bez stejnosměrné složky a jsou navzájem posunuty o —~—. Jeden ze signálů je vytvořen elektronicky skládáním: cos [φ + —|

3. Interference dvou svazků světla s přímým fázovým posuvem

Jako příklad uvedeme detekční jednotku s osmi detektory pro detekci signálů. Schéma uspořádání je shodné s obr. 2, je však použito jiných hodnot u části prvků polarizační optiky, přičemž vliv přídavné destičky 1 zanedbáváme:

místo zpožďovacích destiček šesté 22 a sedmé 23 je použita dvacátá 55 : δ = 45°, Θ = 45° dvacátá prvá 56 : δ = 180°, 0=0° a místo zpožďovacích destiček třinácté 35 a čtrnácté 36 je použita dvacátá druhá 57 : 5 = 45°, Θ = 45° dvacátá třetí 58 : δ = 180°, 0 = 45°

Ostatní optické členy detekční jednotky jsou stejné jako u prvního typu detekční jednotky (obr. 2J.

Pro druhý a třetí detektor 10 a 11 platí:

*Ί			Γ-*
A1	A2	• # *	A7
	*·»

o

O-1 ‘il. o e /#·

11Γ

1-1

1. 1 t -f-T

Á“·»

\í		A2	• · «	A7	—
·>-

0 0 0 ť

1 0 0-7 —J

[e‘* -V ?7T 0 e k-

l/ĎVť o.ÍT ~ 0 ^e-‘TT

O 1 o

1-1 1

Pro čtvrtý a pátý detektor 15 a 16 máme:

Ί ob o o l£

-7 1 1 1

O 1 1 O

/ňě‘ ťT	θ - <r	± R		Γ* S Bl	B2		B7		*Ί 0 0
_ o /1	’/zé“lTT	!/φ 1		**	- -	* « ·	-		0 1 >-» »·*

c

Pro šestý a sedmý detektor 25 a 20 platí:

Pro hodnoty Cž = 1, S2 = 0 dostaneme:

^l3 ^Rjl^R D * ^{coS +} F^J ^lí⁼¥ í-j]

Pro osmý a devátý detektor 38 a 30 máme:

Bl

B7

O í| 1 Oí

. £	θ £ H Γη ~ í j —pz	Ί--Π	Γ r ✓
0 I	e	/ d	a i	-

Dále pro hodnoty C-; = 0, Ss = 1 dosíai V >

neme: v '

Tg, Ί + cos /a, —

E^ v„ o

Ί*

Eliminace stejnosměrné složky je stejná jako v prvním případě.

Příklady provedení zařízení k detekci interferenčních signálů, používajících uvedeného způsobu detekce n párů signálů v kvadratuře navzájem fázově posunutých o

7Γ úhel — v laserovém interferometru pro 2n různé formy polarizace světla dílcích interferujících svazků, jsou na obrázcích.

Obr. 1 představuje případ, kde ortogonálně lineárně polarizované svazky světla jsou převedeny na protiběžné kruhově polarizované a detekce interferenčních signálů je provedena pomocí dvou párů detektorů. Předpokládáme pravoúhlý souřadný systém x, y, z, kde osa z je osou šíření svazku a roviny kmitů měřicího svazku a a referenčního svazku b spadají od. os x, resp. y. Do cesty sjednoceného svazku z vlastního interferometru aobe je nejprve vložena přídavná destička 1 pod Brewsterovým úhlem pro jednu polarizaci, odražený svazek c druhé polarizace se odráží od zrcadla 3 a dopadá na první detektor 4. V cestě procházejícího sjednoceného svazku ab je umístěn rotátor 5 před dopadem na první přibližně nepolarizuiící dělič 6. Odražený svazek a'bi prochází nejprve první lineární λ/4 zpožďovací destičkou 7, pak druhou lineární A/2 zpožďovací destičkou 8 a na prvním polarizují230331 cím děliči 9 se dělí na odražený svazek ai‘bi‘, dopadající na druhý detektor 10, a na procházející svazek ai“bi“ dopadající na třetí detektor 11. Svazek azbž procházející prvním přibližně nepolarizujícím děličem 6 prochází nejprve třetí lineární λ/4 zpožďovací destičkou 12, pak čtvrtcu lineární A/2 zpožďovací destičkou 13 a na druhém polarizujícím děliči 14 se dělí na odražený svazek asW dopadající ina čtvrtý detektor 15 a na procházející svazek a2“b2“ dopadající na pátý detektor 16. Elektrický signál z druhého detektoru 10 přichází na první diferenční zesilovač 17, stejně jako signál z třetího detektoru 11 přes první odporový dělič 19. Signály ze čtvrtého detektoru 15 a pátého detektoru 16 přicházejí na druhý diferenční zesilovač 13.

Obr. 2 je obdobný případ, avšak s dvojnásobným počtem párů detektorů. Do cesty sjednoceného svazku z interferometru je nejprve vložena přídavná destička 1 s dielektrickou vrstvou 2, která odráží svazek c na první detektor 4. V cestě procházejícího sjednoceného svazku ab je umístěn rotátor 5, kterým sjednocený svazek ab prochází před dopadem na první přibližně nepolarizující dělič 6. Odražený svazek aibi prochází nejprve pátou lineární λ/2 zpožďovací destičkou 20 a pak dopadá na druhý přibližně nepolarizující dělič 21, kde se dělí na odražený svazek a3b3 a procházející svazek ai’»4. Svazek aobs prochází nejprve šestou lineární λ/4 zpožďovací destičkou 22, pak sedmou lineární λ/2 zpožďovací destičkou 23 a na třetím polarizujícím děliči 24 se dělí na procházející svazek a3^lb3‘, dopadající na šestý detektor 25 a na odražený svazek ag“b3“ dopadající na sedmý detektor 26. Svazek a4b4 prochází nejprve osmou lineární λ/4 zpožďovací destičkou 27, pak devátou lineární λ/2 zpožďovací destičkou 28 a na čtvrtém polarizujícím děliči 29 se dělí na odražený svazek a4‘b4* dopadající na druhý detektor 10 a na procházející svazek a4“b4“ dopadající na třetí detektor 11. Svazek a-di2 procházející prvním přibližně nepolarizujícím děličem 6 prochází nejprve desátou lineární λ/2 zpožďovací destičkou 30 a pak dopadá na třetí přibližně nepolarizující dělič 31, kde se dělí na odražený svazek ajbs a procházející svazek aebs. Svazek agbg přechází nejprve jedenáctou lineární λ/4 zpožďovací destičkou 32, pak dvanáctou lineární λ/2 zpožďovací destičkou 33 a na pátém polarizujícím děliči 34 se dělí na odražený svazek ag‘bg⁶ dopadající na čtvrtý detektor 15 a na procházející svazek ag“bg“ dopadající na pátý detektor 16. Svazek a přechází nejprve třináctou lineární λ/4 zpožďovací destičkou 35, pak čtrnáctou lineární λ/2 zpožďovací destičkou 36 a na šestém polarizujícím děliči 37 se dělí na odražený svazek as‘b6‘, dopadající na osmý detektor 38 a na procházející svazek as'‘bs“ dopadající na devátý detektor 39.

Elektrický signál z druhého detektoru 10 přichází na první diferenční zesilovač 17, stejně jako signál z třetího detektoru 11 přes první odporový dělič 19. Signály ze šestého detektoru 25 a sedmého detektoru 26 přicházejí na třetí diferenční zesilovač 40. Signály ze čtvrtého detektoru 15 a pátého detektoru 18 přicházejí na druhý diferenční zesilovač 18. Signály z osmého detektoru 38 a devátého detektoru 39 přicházejí na čtvrtý diferenční zesilovač 41.

Na obr. 3 je příklad provedení detekční jednotky, pracující v jedné ze dvou větví se dvěma svazky, z nichž jeden je lineárně a druhý kruhově polarizován. Do cesty sjednoceného svazku z vlastního interferometru aeba je nejprve vložena přídavná destička 1 s dielektrickou vrstvou 2, která odráží svazek c na první detektor 4. V cestě procházejícího sjednoceného svazku ab je umístěn rotátor 5, kterým sjednocený svazek ab prochází před dopadem na polarizačně asymetrický dělič 42. Odražený svazek a«bi prochází postupně patnáctou lineární λ/2 zpožďovací destičkou 43, pak šestnáctou lineární λ/2 zpožďovací destičkou 44 a dále sedmnáctou lineární λ/4 zpožďovací destičkou 45 a nakonec dopadá na první polarizující dělič 9, kde se dělí na odražený svazek ai‘bi‘, dopadající na šestý detektor 25, a na procházející svazek ai“bi“, dopadající na devátý detektor 39. Svazek azb? procházející polarizačně asymetrickým děličem 42 postupuje nejprve přes osmnáctou lineární λ/2 zpožďovací destičku 4S, pak přes devatenáctou lineární λ/2 zpožďovací destičku 47 a dopadá na druhý polarizující dělič 14, kde se dělí na odražený svazek azW, dopadající ma druhý detektor 10, a na procházející svazek a2“b2^ťi, dopadající na třetí detektor 11. Signál z třetího detektoru 11 je přiveden přes druhý odporový dělič 54 na pátý diferenční zesilovač 48 a současně na součtový zesilovač 49, na které přichází rovněž signál z druhého detektoru 10. Za součtovým zesilovačem 49 je zařazen operační zesilovač 50. Signál ze šestého detektoru 25 je přiveden na šestý diferenční zesilovač 51 a signál z devátého detektoru 39 přichází na sedmý diferenční zesilovač 52. Výstupní signály ze šestého a sedmého diferenčního zesilovače 51 a 52 přicházejí na csmý diferenční zesilovač 53.

Na obr. 4 je příklad provedení detekční jednotky, kde je v obou větvích vždy pro jednu dvojici detektorů využito přímého fázového p:suvu jednotlivých dílčích interferujících svazků mezi sebou. Obr. 4 je shodný s obr. 2 s tím rozdílem, že v cestě svazku ajb3 místo šesté lineární λ/4 zpožďovací destičky 22 a sedmé lineární λ/2 zpožďovací destičky 23 jsou zařazeny dvacátá lineární λ/8 zpožďovací destička 55 a dvacátá prvá lineární λ/2 zpožďovací destička 56 a v cestě svazku asbs místo třinácté lineární λ/4 zpožďovací destičky 35 a čtrnácté lineární λ/2 zpožďovací destičky 36 jsou zařazeny dvacátá druhá lineární λ/8 zpožďovací destička 57 a dvacátá třetí lineární 7/2 zpožďovací destička 38.

Detekční jednotky pro uvedené tři formy polarizace světla pracují tak, žs sjednocené svazky světla ab z vlastního interferometru se rozdělí na dílčí svazky světla aibi, a?bz a působením kombinovaných optických členů se převedou na požadovanou formu polarizace a s.mčaoně se jun udělí požadovaný fázový posuv mezi jednotlivými dílčími svazky. Kombinované optické členy sestávají ze sériově řazeného přibližně nepodřizujícího děliče, dvojlomných elementů a polarizujícího děliče. Přibližně nepodřizující dělič v součinnosti s dvojlomnými elementy slouží k dělení svazku a k transformaci formy polarizace s vytvořením příslušného fázového posuvu mezi dílčími svazky. Polarizujícím děličem se vyberou dvě polarizace (obvykle ortogonálně lineární), které poskytují požadované interferenční signály. Funkce detekčních jednotek je dále vysvětlena přímo na příkladech provedení.

Princip funkce detekční jednotky podle obr. 1 je následující: Sjednocený svazek aebň z vlastního interferometru, který vstupuje do detekční jednotky, obsahuje měřicí aa a referenční svazek by které jsou ortogonálně lineárně polarizovány a mají společnou osu šíření. Předpokládáme pravoúhlý souřadný systém x, y, z, kde osa z je osou šíření svazku. Vektory elektrického pole měřicího ae, resp. referenčního svazku ba spadají do příslušných os a označíme je E_x, E_y. Přídavná destička 1, umístěná pod Brewsterovým úhlem vůči rovině kmitů referenčního svazku, vydělí maleu část c intenzity měřicího svazku as, která po odrazu od zrcadla 3 dopadá na první detektor 4 a získaný signál slouží ke kontrole přerušení svazku v laserovém interferometru. Postupující svazek ab prochází levotočivým rotátorem 5 s úhlem zpoždění 90°, který natáčí roviny kmitů referenčního a měřicího sjednoceného svazku o 45°. Na prvním přibližně nepolarizujícím děliči 6 dochází k rozdělení svazku ab na dílčí svazky aibi a asbx. Odražený svazek aibi prochází nejprve první lineární λ/4 zpožďovací destičkou 7 (ó = 90°, Θ 01, kde se převede na kruhově polarizované svazky opačné orientace (elipticky polarizované s přibližně stejným azimutálním úhlem). Fázový posuv se nastavuje pomocí druhé lineární λ/2 zpožďovací destičky 8 (δ = 180°, Θ = 0). Při dopadu svazku aibi na první polarizující dělič 0 nastává rozdělení na svazky ai‘bi‘ a ai“bi“, které mají roviny kmitů k sobě kolmé, v důsledku čehož signály na druhém a třetím detektoru 16 a 11 jsou v protifázi a mají základní fázový posuv nulový. V procházejícím svazku azbs jsou funkce optických elementů, tj. třetí lineární λ/4 zpožďovací destičky 12 (δ = 90°, Θ = 0), čtvrté lineární λ/2 zpožďovací destičky 13 (δ = 180°, Θ = 67,5°) a druhého polarizujícího děliče 14, obdobné jako ve svazku arbi s tím rozdílem, že natočením azimutu čtvrté lineární λ/2 zpožďovací destičky 13 na úhel Θ = 67,5° se dosáhne tcho, že signály na čtvrtém a pátém detektoru 15 a 16 jsou fázově posunuté o ττ/2 vůči první dvojici signálů na druhém a třetím detektoru 10 a 11, přičemž jsou navzájem v protifázi, Geometrické uspořádání optických elementů zůstává v jedné rovině. Uvedeným uspořádáním detekční jednotky se dosáhne plného využití energie svazku z interferometru a odstranění stejnosměrné složky pomocí dvou signálů v protifázi. jak bylo odvozeno, lze zvýšit rozlišovací schopnost detekční jednotky elektronicky. Stejnosměrná složka signálů je odstraněna použitím prvního a druhého diferenčního zesilovače 17 a 18, na jejich vstupy jsou přivedeny signály se stejnou úrovní, ale v protifázi z druhého a třetího detektoru 16, 11 a čtvrtého a pátého detektoru 15, 16. Stejná úroveň signálů se dostaví prvním odporovým děličem 19. Výsledné signály Ιοί, I33 z diferenčních zesilovačů 17 a 18 pak již neobsahují stejnosměrnou složku.

Obdobný je princip funkce detekční jednotky na obr. 2. Sjednocený svazek aobo z vlastního interferometru dopadá nejprve na přídavnou destičku 1 s dielektrickou vrstvou 2, pomocí níž se vydělí jeho nepatrná část c na první detektor 4 pro indikaci přerušení svazku v laserovém interferometru. Speciální dielektrické vrstvy 2 na přídavné destičce 1 způsobí, že přídavná destička 1 má stejný účinek jako v předchozím případě, tj. že od jedné dielektrické vrstvy se odráží jen malá část intenzity měřicího svazku ae; druhá dielektrické vrstva na opačné straně desky představuje antireflexní vrstvu pro oba svazky, měřicí a a referenční b. Procházející svazek ab dopadá pak na levotočivý rotátor 5 (δ =·= 90°, a = 45°), kde se rovina kmitů referenčního a měřicího svazku jako celek natočí o 45°, a dále na první přibližně nepolarizující dělič 6, kde se rozdělí na dílčí svazky aibi a a2b?„; v- cestě těchto rozdělených svazků jsou umístěny pátá a desátá lineární λ/2 zpožďovací destičky 20 a 30 (δ = 180°, Θ = 45°), které natočí roviny kmitů o 90°, takže po dvojnásobném odrazu, resp. průchodu druhým a třetím přibližně nepolarizujícím děličem. 21 a 31, je ve svazcích asbs a asbs zachován původní polarizační stav jako u svazku ab. Potom je u svazků aobs, aebs proveden převod z ortogonálních lineárně polarizovaných svazků na kruhově polarizované svazky opačné orientace (u svazků aeb4 a asbs na elipticky polarizované s přibližně stejným azimutálním úhlem) pomocí šesté, osmé, jedenácté a třinácté lineární λ/4 zpožďovací destičky 22, 27, 32 a 35 majících stejnou hodnotu (δ = 90°, (j = 0°). Natočením azimutu za nimi umístěných lineárních λ/2 zpožďovacích destiček, a to oproti deváté lineární λ/2 zpožďovací destičce 28 (δ = 180°, Θ = 0°)

3 0 3 31.

o úhly: 11,25° u sedmé zpožďovací destičky 23 (ó = 180°, Θ = 11,25°), 67,5° u dvanácté zpožďovací destičky 33 (5 = 180°, Θ = 67,5°) a 33,75° u čtrnácté zpožďovací destičky 36 (í = 180°, Θ = 33,75°) se dosahuje toho, že signály na detektorech jsou vůči sobě fázově posunuté vždy o —, přičemž jsou navzájem v protifázi. Geometrické uspořádání optických elementů zůstává přitom v jedné rovině. Opět je dosaženo plného využití energie svazku z vlastního interferometru a dvojnásobného rozlišení ve srovnání s detekční jednotkou, kde jsou pouze dva signály v kvadratuře. Rovněž je odstraněna stejnosměrná složka signálů pomocí dvou signálů v protifázi. Další zvýšení rozlišení je opět možné elektronicky. Odstranění stejnosměrné složky signálů pracuje stejně jako v předchozím případě. Signály v protifázi u druhého a třetího, šestého a sedmého detektoru 10 a 11, 25 a 26, stejně jako u čtvrtého a pátého, osmého a devátého detektoru 15 a 16, 38 a 39 jsou přivedeny na vstupy prvního a třetího diferenčního zesilovače 17 a 40 a druhého a čtvrtého diferenčního zesilovače 18 a 41, na jejichž výstupu výsledné signály Ιοί, I02, I03 a I04 již neobsahují stejnosměrnou složku. Stejná úrov-eň signálů je zabezpečena prvním odporovým děličem 19.

Na obr. 3 je uveden případ, kdy se z původně ortogonálně lineárně polarizovaných svazků z vlastního interferometru vytváří v jedné větvi detekční jednotky kombinace světla kruhově a lineárně polarizovaného. Nejprve prochází ortogonálně lineárně polarizovaný sjednocený svazek aobo z vlastního interferometru přídavnou destičkou 1 s dielektrickými vrstvami 2, která s prvním detektorem 4 slouží ke kontrole přerušení svazku. Pak projde levotočivým rotátorem 5 (<S = 90°, a = 45°), kde se soustava ortogonálně lineárně polarizovaných svazků ab natočí o úhel 45°. Na polarizačně asymetrickém děliči 42 s dielektrickými vrstvami o vlastnostech: T, = R,, = 0,12, T„ = R^ = 0,83, R„ = (3 + 2V2 jR^ dojde k rozdělení na dva dílčí lineárně polarizované sjednocené svazky atbi a ažbž. V cestě odraženého dílčího svazku aibi, v němž složky lineárně polarizovaného světla měřicí ai a referenční bt svírají úhel 135°, je umístěna nejprve patnáctá lineární Λ/2 zpožďovací destička 43 (á = 180°, Θ = 45°) a za ní šestnáctá lineární λ/2 zpožd'ovací_destička 44 (<5 = 180°, Θ = —g—arctgf ), takže dochází k natočení rovin kmitů měřicího ai i referenčního svazku bi tak, že jedna z nich spadá do příslušné souřadné osy a druhá je pod 45°. Následující sedmnáctá lineární λ/4 zpožďovací destička 45 (ó = 90°, Θ = 45°) pak způsobí, že složka lineárně polarizovaného světla pod 45° zůstane nezměněna, zatímco z druhé složky se vytvoří kruhově polarizované světlo. Na prvním polarizujícím děliči 9 se svazek světla sestávající z lineárně a kruhově polarizovaného světla vydělí tak, že na šestý detektor 25 a devátý detektor 39, dopadající svazky světla aťbi‘ a ai“bi“ mají fázový posuv +45° a —45°; dostáváme tedy dva signály v kvadratuře. Procházející dílčí lineárně polarizovaný svazek a2b? postupuje nejdříve přes osmnáctou lineární λ/2 zpožďovací destičku 46 (<? = = 180°, Θ = 0°) a devatenáctou lineární λ/2 zpožďovací destičku 47 (á = 180°, Θ = 45°), které slouží ke korekci malých fázových posuvů a k vyrovnání intenzit, a pak dopadá na druhý polarizující dělič 14, kde nastává rozdělení na svazky a2‘bž‘ a a2“b2^u, které dopadají na druhý a třetí detektor 10 a 11, na kterých vzniká jednak signál se základním nulovým posuvem 0°, a dále signál v protifázi, který je využit pro eliminaci stejnosměrné složky signálů. Odstranění stejnosměrné složky všech signálů a vytvoření signálu s fázovým posuvem —~—je provedeno pomocí součtového, operačního a diferenčních zesilovačů. Odečtením signálu z detektoru 10 od signálu z detektoru 11 poděleného v druhém odporovém děliči 54 pomocí pátého diferenčního zesilovače 48 dostaneme první výsledný signál I01 (p + 0) se základním fázovým posuvem 0° a bez stejnosměrné složky. Sečtením obou vstupních signálů ze vstupu diferenčního zesilovače 48 v součtovém zesilovači 40, zesíleR,, + R, ním tohoto signálu v poměru A3 = —- ~ v operačním zesilovači 50 a odečtením tohoto signálu od signálu ze šestého detektoru 25 v šestém diferenčním zesilovači 51 dostaneme druhý výsledný signál I02 φ + —) s fázovým posuvem—bez stejnosměrné složky. Podobně odečtením signálu z devátého detektoru 39 od výstupního' signálu z operačního zesilovače 50 v sedmém diferenčním zesilovači 52 dostaneme čtvrtý výsledný signál I04

s fázovým posuvem a bez stejnosměrné složky. Konečně odečtením čtvrtého výsledného signálu I04 j druhého výsledného signálu (I02 ~—J v osmém diferenčním zesilovači 53 dostaneme třetí výsledný signál I03 \φ + —x—) s fázovým posuvem —-— bez stejnosměrné složky.

Na obr. 4 je příklad využití přímého fázového posuvu v detekční jednotce, na roz230331 díl od obr. 2, kde jsou. ortogonálně lineárně polarizované svazky všude převedeny na protiběžné kruhově (elipticky) polarizované svazky. V obr. 4 v obou větvích, vždy pro jeden pár detektorů, a to pro šestý 23 a sedmý 26 a pro osmý 36 a devátý 39 zůstávej! svazky světla asln a asbs ortogonálně lineárně polarizované pod úhlem 45°. Lineární 2/4 zpožďovací destičky dvacátá 55 (<$ = 90°, Θ = —45°) a dvacátá druhá 57 (<S = 90°, Θ = 45°) provedou přímý fázový posuv tak, že vůči základnímu signálu s nulovým fázovým posuvem 0^c na druhém detektoru 10 (přičemž na třetím detektoru 11 je signál v protifázi) je na šestém detektoru 25 fázový posuv 45³ (přičemž na sedmém detektoru 26 je signál vůči signálu na 25 v protifázi), čtvrtý detektor 15 dává signál posunutý o 90² (přičemž na pátém detektoru 16 je signál vůči němu v protifázi) a signál z osmého detektoru 38 má fázový p osuv 135° (přičemž na devátém detektoru 39 je signál vůči němu v protifázi). Ostatní členy polarizační optiky upravují polarizační stav tak, aby fázové posuvy a kontrast interferenčních signálů se daly postavit i v případě použití jen přibližně polarizujících děličů, prvního 6, druhého 21 a třetího 31, u kterých se však, podobně jako v předchozích případech, předpokládají stejné vlastnosti (tj. současné vrstvení).

Claims (6)

1. pRedmět

   1. Způsob detekce více fázově posunutých interferenčních signálů v laserovém interferometru, např. n párů signálů v kvadrátu7Γ ře, navzájem fázově posunutých o úhel - z laserového interferometru s vysokým rozlišením a s eliminací stejnosměrné složky signálu, vyznačený tím, že na svazky světla z vlastního interferometru, přiváděné k interferenci, se postupně působí dělením intenzit, průchodem optickým prostředím s navzájem odlišnou rychlostí šíření světla ve dvou kolmých směrech a použitím polarizujícího průchodu, příp. odrazu svazků světla na optickém rozhraní, čímž se docílí změny polarizačního stavu dílčích svazků světla s požadovaným fázovým rozdílem, které po dopadu na detektory vytvářejí signály s fázovým posuvem ·.
2. 2. Zařízení k provádění způsobu detekce více fázově posunutých interferenčních signálů podle bodu 1 vyznačené tím, že obsahuje nejméně jeden kombinovaný optický člen, sestávající ze sériově řazeného přibližně nepolarizujícího děliče (6, 21, 31) a polarizujícího děliče (9, 14, 24, 29, 34, 37), mezi kterými jsou vloženy dvojlomné optické elementy, například zpožďovací destičky (7, 8, 12, 13, 20, 22, 23, 27, 28, 30, 32, 33, 35,

   VYNÁLEZU

   36, 43, 44, 45, 46, 47, 55, 56, 57, 58), případně jsou tyto dvojlomné optické elementy umístěny před přibližně nepolarizujícím děličem (8, 21, 31).
3. 3. Zařízení k detekci podle bodu 2 vyznačené tím, že kombinované optické členy sestávají z nejméně jednoho sériově řazeného polarizačně asymetrického optického děliče (42) a polarizujícího děliče (9, 14), mezi kterými jsou vloženy dvojlomné elementy, například zpožďovací destičky (43, 44, 45, 46, 47), případně isou tyto dvojlomné optické elementy umístěny před polarizačně asymetrickým optickým děličem (42).
4. 4. Zařízení k detekci podle bodů 2 a 3 vyznačené tím, že obsahuje v cestě ortogonálně lineárně polarizovaných svazků z vlastního interferometru (ao, bo) přídavnou destičku (1), případně opatřenou dielektrickou vrstvou (2).
5. 5. Zařízení k detekci podle bodů 2, 3 a 4 vyznačené tím, že výstupy čtvrtého a pátého detektoru (15. 16) jsou připojeny na vstup prvního diferenčního zesilovače (17).
6. 6. Zařízení k detekci podle bodů 2, 3 a 4 vyznačené tím, že výstupy druhého a třetího, šestého a devátého detektoru (10, 11, 25, 39) jsou připojeny přes odporový dělič (54) na vstupy součtových a diferenčních zesilovačů (48, 49, 50, 51, 52, 53).