CS261179B1

CS261179B1 - Connection for detection of insufficient parameters of optical signals of laser interferometer

Info

Publication number: CS261179B1
Application number: CS871932A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Hapla; Frantisek Blata
Original assignee: Miroslav Hapla; Frantisek Blata
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS193287A1

Abstract

Při měření laserovým interferometrem dochází ke změnám optických signálů, které mohou způsobit porušení celkové funkce přístroje. Elektrickým zpracováním detekovaných optických signálů lze stanovit meze použitelnosti a odvodit signál, blokující činnost celého přístroje. U dosavadních řešení je k vytvoření blokujícího signálu použitá samostatná část optického svazku, jeho detekce i zpracování. Nové řešení vychází při zpracování z měřicích elektrických signálů. Podstatou detekce dostatečných parametrů optických signálů je porovnání detekovaného výkonu nesoucího užitečnou informaci s celkovým detekovaným výkonem.When measuring with a laser interferometer, changes occur in optical signals that can cause a violation of the overall function of the device. By electrically processing the detected optical signals, it is possible to determine the limits of applicability and derive the signal that blocks the operation of the entire device. In existing solutions, a separate part of the optical beam is used to create the blocking signal, its detection and processing. The new solution is based on the processing of measuring electrical signals. The essence of detecting sufficient parameters of optical signals is to compare the detected power carrying useful information with the total detected power.

Description

Vynález se týká zapojení pro detekci nedostatečných parametrů optických signálů (například přerušení svazku) u jednofrekvenčního laserového interferometru.The invention relates to a circuit for detecting insufficient parameters of optical signals (e.g., beam breaks) in a single frequency laser interferometer.

U dosud známých jednofrekvenčních laserových interferometrů je světelný interferenční svazek detekován několika fotodiodami, z nichž jedna je vyčleněna pouze pro detekci nedostateč ných parametrů optických signálů (dále jen přerušení svazku). Laserový svazek je pro jednotlivé fotodiody zpracován složitou soustavou optických prvků, z nichž část je určena pro detekci přerušení svazku. Nevýhodou je, že část svazku, vyčleněná pro detekci přerušení svazku není využita pro detekci a zpracování funkčního odměřovacího signálu. Další nevýhodou je nezbytnost použití přídavných optických prvků a fotodiody pro přerušení svazku a omezené použití na ochranu před zacloněním jen jednoho z interferujících svazků.In the prior art single-frequency laser interferometers, the light interference beam is detected by several photodiodes, one of which is earmarked only for the detection of insufficient optical signal parameters (hereinafter beam interruption). The laser beam is processed for individual photodiodes by a complex set of optical elements, some of which are intended for the detection of beam breaks. A disadvantage is that the portion of the beam dedicated to detecting the beam interruption is not used to detect and process a functional metering signal. A further disadvantage is the necessity of using additional optical elements and a photodiode to interrupt the beam, and limited use to protect against screening of only one of the interfering beams.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první a druhá vstupní svorka je propojena se vstupy prvního rozdílového zesilovače, jehož výstup je přiveden na první vstup obvodu součtu absolutních velikostí signálů, přičemž jeho výstup je spojen s prvním vstupem komparátoru. Třetí a čtvrtá vstupní svorka jsou propojeny ze vstupy druhého rozdílového zesilovače, jehož výstup je spojen s druhým vstupem obvodu součtu absolutních velikostí signálů. Současně je třetí a čtvrtá vstupní svorka propojena se vstupem součtového obvodu, jehož výstup je spojen s druhým vstupem komparátoru, opatřeného jedním výstupem.These drawbacks are eliminated by the circuit according to the invention, characterized in that the first and second input terminals are connected to the inputs of the first differential amplifier, the output of which is connected to the first input of the sum of absolute signal sizes circuit, its output being connected to the first comparator input. . The third and fourth input terminals are connected from the inputs of the second differential amplifier, the output of which is connected to the second input of the sum of the absolute signal sizes. At the same time, the third and fourth input terminals are coupled to the input of the summation circuit, the output of which is coupled to the second input of a comparator provided with one output.

Výhodou tohoto zapojení je jeho jednoduchost a ekonomická výhodnost. Zapojení umožňuje přesně stanovit hranici parametrů signálu, potřebných pro spolehlivou funkci interferometru. Dalšími výhodami jsou využití vstupního optického signálu jen pro funkční fotodetektory a ochranu před zacloněním kteréhokoliv ze dvou interferujících svazků bez ohledu na směr polarizace.The advantage of this connection is its simplicity and economic advantage. The wiring allows to precisely determine the limit of the signal parameters needed for reliable operation of the interferometer. Other advantages are the use of an optical input signal only for functional photodetectors and protection against shielding of any of the two interfering beams regardless of the polarization direction.

Na obrázku je v příkladném provedeni nakresleno blokové schéma zapojení.In the example, a block diagram is shown in an exemplary embodiment.

První a druhá vstupní svorka £, £ jsou spojeny se vstupy prvního rozdílového zesilovače 5, jehož výstup je přiveden na první vstup obvodu součtu absolutních velikostí signálů £, jehož výstup je přiveden na první vstup komparátoru £. Třetí a čtvrtá vstupní svorka 3, £ jsou přivedeny na vstupy druhého rozdílového zesilovače 6 a součtového obvodu £, jehož výstup je přiveden na druhý vstup komparátoru £, opatřeného výstupem £0. Výstup druhého rozdílového zesilovače £ je spojen s druhým vstupem obvodu součtu absolutních velikostí signálů £.The first and second input terminals 8, 8 are connected to the inputs of the first differential amplifier 5, the output of which is applied to the first input of the circuit of the sum of the absolute magnitude of the signals,, whose output is applied to the first input of the comparator. The third and fourth input terminals 3, 6 are applied to the inputs of the second differential amplifier 6 and the summing circuit 6, the output of which is applied to the second input of the comparator 6 provided with the output 60. The output of the second differential amplifier 6 is connected to the second input of the sum of the absolute sizes of the signals 6.

Na první a druhou vstupní svorku £, 2 jsou přivedeny signály, jejichž fáze jsou vzájemně posunuty o 180°. Jejich odečtením prvním rozdílovým zesilovačem £ vznikne signál s nulovou stejnosměrenou složkou. Na třetí a čtvrtou vstupní svorku £, £ jsou přivedeny signály, jejichž fáze jsou vzájemně posunuty o 180° a současně vůči signálům na první a druhé vstupní svorce £, 2 jsou posunuty o 90°. Odečtením signálů ze třetí a čtvrté vstupní svorky £, £ druhým rozdílovým zesilovačem £ vznikne signál s nulovou stejnosměrnou složkou, posunutý oproti signálu na výstupu z prvního rozdílového zesilovače £ o 90°. Signály z výstupů prvního a druhého rozdílového zesilovače £, 6 jsou přivedeny na první a druhý vstup obvodu pro součet absolutních velikosti signálů 8, který dává na výstupu signál úměrný součtu absolutních velikostí signálů zmenšený o jejich minimální potřebnou velikost. Součtový obvod £ sbírá signály ze třeti a čtvrté vstupní svorky 3, £ a na výstupu dává signál úměrný celkovému výkonu interferenčního svazku. Porovnáním výstupních signálů ze součtového obvodu součtu absolutních velikostí signálů £ komparátorem £ získáme na výstupu 10 dvoustavovou informaci o kvalitě interferenčních signálů.The first and second input terminals 6, 2 are provided with signals whose phases are offset by 180 ° relative to one another. By subtracting the first differential amplifier 6, a signal with a zero DC component is generated. The third and fourth input terminals 6, 6 are provided with signals whose phases are offset by 180 ° relative to each other and simultaneously offset by 90 ° relative to the signals on the first and second input terminals 6, 6. Subtracting the signals from the third and fourth input terminals,, ým by the second differential amplifier ne produces a zero-DC signal offset from the signal at the output of the first differential amplifier o by 90 °. The signals from the outputs of the first and second differential amplifiers 6, 6 are applied to the first and second inputs of the circuit for summing the absolute magnitude of the signals 8, which outputs a signal proportional to the sum of the absolute magnitude of the signals reduced by their minimum required magnitude. The summation circuit 6 collects signals from the third and fourth input terminals 3, 6 and outputs a signal proportional to the total power of the interference beam. By comparing the output signals from the summation circuit of the sum of the absolute magnitude of the signals komp by the comparator áme, the output 10 provides two-state information on the quality of the interference signals.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Circuit for detecting insufficient parameters of laser interferometer optical signals, characterized in that the first and second input terminals (1, 2) are connected to the inputs of the first differential amplifier (5), the output of which is connected to the first input of the total the third and fourth input terminals (3, 4) being connected to the inputs of the second differential amplifier (6), the output of which is connected to the second input of the sum of the absolute signal sizes ( 8) and, on the other hand, to the inputs of the summation circuit (7), the output of which is connected to a second input of a comparator (9) provided with an output (10).