DE3932663A1 - Standing wave sensor with partially transparent mirrors - has semiconducting laser with adjustable supply current and/or temp. - Google Patents

Standing wave sensor with partially transparent mirrors - has semiconducting laser with adjustable supply current and/or temp.

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DE3932663A1 DE19893932663 DE3932663A DE3932663A1 DE 3932663 A1 DE3932663 A1 DE 3932663A1 DE 19893932663 DE19893932663 DE 19893932663 DE 3932663 A DE3932663 A DE 3932663A DE 3932663 A1 DE3932663 A1 DE 3932663A1
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Abstract

A standing wave sensor has a light conductor (2) with partially transparent mirrors (8, 9) mounted on its ends, a laser (7) sending light into one end of the light conductor via one mirror, a photodetector (10) with a photosensitive film immediately behind or forming the other mirror and a measurement reflector which reflects light back into the light conductor. The semiconducting laser has supply current and/or temp. adjustable so that the light forms a standing wave in the light conductor. USE/ADVANTAGE - The arrangement facilitates the achievement of the phase relationship required between the reflecting mirrors for standingm waves.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stehende-Wellen-Sensor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a standing wave sensor that mentioned in the preamble of claim 1 Art.

Durch die DE-OS 36 12 221 ist ein Stehende-Wellen-Sensor der betreffenden Art bekannt, der aus einer monochro­ matischen Laser-Strahlungsquelle, optisch doppelbrechenden und reflektierenden Bauelementen und einem Abtastetalon besteht, dessen parallele Endflächen mit teilweise transpa­ renten und fotoelektrisch aktiven Schichten versehen sind. Der Abstand zwischen den Endflächen des Abtastetalons ist durch ein Material, z. B. piezoelektrisches Material, einge­ stellt, dessen geometrische Länge in Richtung der stehenden Welle so eingestellt ist, daß die stehende Welle entsteht. Die Verwendung des piezoelektrischen Materials stellt einen besonderen konstruktiven Aufwand dar. Außerdem sind zusätz­ liche Elektroden für die Zuführung der elektrischen Gleich­ spannung erforderlich.DE-OS 36 12 221 is a standing wave sensor of the species in question, which consists of a monochro matical laser radiation source, optically birefringent and reflective components and a scanning salon exists, the parallel end faces with partially transparent annuities and photoelectrically active layers are provided. The distance between the end faces of the sample valley is through a material, e.g. B. piezoelectric material represents whose geometric length in the direction of the standing Wave is set so that the standing wave is created. The use of the piezoelectric material represents one special design effort. In addition, additional Liche electrodes for the supply of electrical DC tension required.

In der genannten Schrift ist außerdem angegeben, daß an das piezoelektrische Material zusätzlich eine elek­ trische Wechselspannung angeschlossen ist, um so zwei um genau 90° phasenverschobene Wechselspannungen zu erzeugen, deren Frequenz die Frequenz der überlagerten elektrischen Wechselspannung ist. Aus dieser Wechselspannung wird dann durch Mittelwertbildung der Meßwert gebildet. Die Frequenz der beiden fotoelektrischen Wechselspannungen ist unabhängig von Bewegungen eines im Abstand angeordneten, die stehende Welle erzeugenden Spiegels. Somit läßt sich die Richtung der Bewegung des Spiegels nicht feststellen, da eine Vorwärts-/Rück­ wärts-Zählung der durch Ortsänderungen des Spiegels bewirkten Helligkeitsänderungen an den fotoempfindlichen Schichten erzeugten Wechselspannung nicht möglich ist.The document also states that that in addition to the piezoelectric material an elek trical AC voltage is connected, so two um generate exactly 90 ° phase-shifted alternating voltages, whose frequency is the frequency of the superimposed electrical AC voltage is. This alternating voltage then becomes the measured value is formed by averaging. The frequency  the two photoelectric AC voltages are independent of movements of a spaced, the standing Wave generating mirror. Thus the direction of the Do not notice movement of the mirror as there is a forward / reverse upward counting of the changes in location of the mirror caused changes in brightness on the photosensitive Layers generated AC voltage is not possible.

Durch IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-18, Nr. 10, Oktober 1982, S. 1647-1652, ist es bekannt, bei einem Interferometer zwei um 90° phasenverscho­ bene und von dem Meßwert abhängende Wechselspannungen zu bilden, um eine Vorwärts-/Rückwärts-Zählung der Helligkeits­ änderungen zu ermöglichen, die sich bei Änderungen des Meßwertes ergeben. Zu diesem Zweck wird die Stromquelle eines Diodenlasers mit einer Frequenz moduliert. Dadurch ändert sich auch das Licht an der Ausgangsfotodiode des Interferometers mit der Modulationsfrequenz. Die Ausgangs­ wechselspannung der Fotodiode wird einmal mit der Modula­ tionsfrequenz und einmal mit der doppelten Modulationsfre­ quenz phasenabhängig demoduliert. Auf diese Weise entstehen zwei um 90° voneinander versetzte Ausgangsspannungen, die eine Vorwärts-/Rückwärts-Zählung einer Frequenz ermöglichen, die von den Lichtwegänderungen innerhalb oder außerhalb des Interferometers abhängt. Die Modulationsfrequenz wirkt somit als Trägerfrequenz für die Meßfrequenz. Die Verwendung eines Interferometers stellt jedoch einen beträchtlichen Aufwand dar, da relativ komplizierte Bauteile wie Koppelstellen von Lichtleitern, Strahlteiler und Strahlvereiniger, Phasen­ schieber, Modulatoren usw. notwendig sind. Wegen der vielen optischen Teile ist die Verkleinerung solcher Interferometer begrenzt.Through IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-18, No. 10, October 1982, pp. 1647-1652, it is known, with an interferometer two by 90 ° phase shift and alternating voltages dependent on the measured value form a forward / backward count of brightness to enable changes that occur when the Result measured value. For this purpose the power source of a diode laser modulated with a frequency. Thereby the light on the output photodiode of the Interferometers with the modulation frequency. The exit AC voltage of the photodiode is applied once with the modula frequency and once with twice the modulation frequency demodulated phase-dependent. This way arise two output voltages offset by 90 ° from each other, the enable up / down counting of a frequency, that are affected by the light path changes inside or outside the Interferometer depends. The modulation frequency is effective as carrier frequency for the measuring frequency. The use of a Interferometers, however, involve a considerable amount of effort because relatively complex components such as coupling points of Light guides, beam splitters and beam combiners, phases sliders, modulators etc. are necessary. Because of the many optical parts is the downsizing of such interferometers limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stehende-Wellen-Sensor der betreffenden Art zu schaffen, bei dem die Einhaltung der für die Bildung stehender Lichtwellen erforderlichen Phasenbeziehung zwischen den reflektierenden Spiegeln erleichtert ist, zwischen denen die stehende Welle entsteht. The invention has for its object a To create standing wave sensor of the type in question compliance with the light waves that are responsible for the formation required phase relationship between the reflective Mirroring is easier, between which the standing wave arises.  

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.The object underlying the invention will by the teaching specified in the characterizing part of claim 1 solved.

Grundgedanke dieser Lehre ist es, die Abstandsbe­ dingung zwischen den reflektierenden Spiegeln nicht durch Längenänderung durch genaue Bearbeitung oder auf piezoelek­ trischem Wege zu erzielen, sondern indirekt durch Änderung der Frequenz des Lasers durch Änderung seines Speisestromes. Durch Änderung des Speisestromes wird also die Freqenz einfach so verändert, daß die richtige Phasenbedingung hergestellt ist.The basic idea of this teaching is the distance distance between the reflecting mirrors Length change through precise machining or on piezoelek to achieve them in a tril way, but indirectly through change the frequency of the laser by changing its feed current. By changing the supply current, the frequency becomes just changed so that the right phase condition is made.

Ein besonderer Vorteil des Grundgedankens der Erfindung besteht darin, daß der Lichtleiter, in dem die stehenden Wellen entstehen, in der Oberfläche eines opti­ schen Plättchens angeordnet oder ausgebildet werden kann, wobei das Plättchen insbesondere aus Silizium bestehen kann. Die Verwendung dieses Materials ist durch die Erfindung erst möglich und beseitigt alle zuvor genannten Nachteile von Interferometern auf Silizium gegenüber dem Stand der Tech­ nik, bei dem piezoelektrische Elemente zur Einstellung der optischen Bedingungen verwendet sind. Durch die Erfindung ist eine drastische Verkleinerung des Sensors möglich. Der Sensor läßt sich sogar zusammen mit dem erforderlich Halb­ leiterlaser in kleinste Gehäuse einbauen. Der Laser kann dabei unmittelbar an der Kante des Plättchens angeord­ net sein. Zweckmäßig ist es außerdem, den Lichtleiter zu dem Laser und/oder dem Fotodetektor hin trichterförmig zu ver­ breitern, was die Justierung von Laser oder Fotodetektor in bezug zu dem Lichtleiter erleichtert.A particular advantage of the basic idea of Invention is that the light guide in which the standing waves arise in the surface of an opti can be arranged or formed the plate can in particular consist of silicon. The use of this material is only due to the invention possible and eliminates all the disadvantages of Interferometers on silicon compared to the state of the art nik, in which piezoelectric elements for adjusting the optical conditions are used. By the invention a drastic downsizing of the sensor is possible. The Sensor can even be used together with the required half Install the conductor laser in the smallest housing. The laser can be placed directly on the edge of the tile be nice. It is also useful to add the light guide to the Laser and / or the photodetector funnel-shaped ver broaden what the adjustment of laser or photo detector in relieved to the light guide.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Er­ findung ist im Anspruch 6 angegeben. Nach dessen Lehre wird die eingangs geschilderte, bei Interferometern angewandte Technik zur Bildung von zwei um 90° phasenversetzten Wech­ selspannungen, die von den Änderungen des zu messenden Lichtwegs abhängen, auf einen Stehende-Wellen-Sensor über­ tragen. Dadurch läßt sich bei einem aufgrund des Grundgedan­ kens der Erfindung in sehr kleiner Abmessung herstellbaren Stehende-Wellen-Sensor eine Vorwärts-/Rückwärts-Zählung der durch Abstandsänderungen des Meßreflektors bewirkten Licht­ änderungen und somit eine Absolutmessung von Längen durch­ führen.A particularly useful further education of the Er invention is specified in claim 6. According to his teaching the one described at the beginning, applied to interferometers Technique for the formation of two 90 ° phase-shifted changes voltages from the changes in the measured Depend on the light path, on a standing wave sensor wear. This makes it possible for one based on the basic idea kens of the invention can be produced in very small dimensions  Standing-wave sensor provides an up / down count of the light caused by changes in the distance of the measuring reflector changes and thus an absolute measurement of lengths to lead.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.Based on the drawing, the invention is intended to Embodiment will be explained in more detail.

Fig. 1 zeigt perspektivisch und schematisch den optischen Teil des Stehende-Wellen-Sensors gemäß der Erfindung, und Fig. 1 shows a perspective and schematic of the optical part of the standing wave sensor according to the invention, and

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des gesamten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Fig. 2 is a block diagram showing the entire embodiment of the invention.

In Fig. 1 ist in einem Plättchen 1 (Chip) ein Lichtleiter 2 in dessen Oberfläche eingebracht. Er erstreckt sich zwischen parallelen Seitenkanten 3 und 4 und weist im Bereich dieser Seitenkanten 3, 4 trichterförmige Verbreite­ rungen 5 und 6 auf. Der Lichtleiter 2 ist monomodig, damit eine definierte, stehende Welle ausgebildet werden kann. Der Lichtleiter 2 kann aber auch mehrmodig sein.In Fig. 1, a light guide 2 is introduced into the surface of a plate 1 (chip). It extends between parallel side edges 3 and 4 and has in the area of these side edges 3 , 4 funnel-shaped widenings 5 and 6 . The light guide 2 is single-mode so that a defined standing wave can be formed. The light guide 2 can also be multi-mode.

An die Seitenkante 3 ist ein Halbleiterlaser 7 so angebracht, daß er Licht in den Lichtleiter 2 strahlt. Dies geschieht durch einen teildurchlässigen Spiegel 8, dem am anderen Ende ein teildurchlässiger Spiegel 9 an der Seiten­ kante 4 des Plättchens 1 gegenüberliegt. Hinter dem teil­ durchlässigen Spiegel 9 ist ein Fotodetektor 10 angebracht, der lichtdurchlässig ist oder selbst den teildurchlässigen Spiegel 9 darstellen kann, so daß Licht zu einem Meßreflek­ tor 11 laufen kann, was durch einen Pfeil 12 symbolisiert ist. An einer Rückwand 13 des als Glaskugel ausgebildeten Meßreflektors 11 wird das Licht reflektiert und läuft durch den Fotodetektor 10 und den teildurchlässigen Spiegel 9 in den Lichtleiter 2 zurück. Dies ist durch einen Pfeil 14 angedeutet.A semiconductor laser 7 is attached to the side edge 3 such that it radiates light into the light guide 2 . This is done by a semitransparent mirror 8 , which at the other end has a semitransparent mirror 9 on the side edge 4 of the plate 1 . Behind the partially transparent mirror 9 , a photodetector 10 is attached, which is translucent or can even represent the partially transparent mirror 9 , so that light can run to a measuring reflector 11 , which is symbolized by an arrow 12 . The light is reflected on a rear wall 13 of the measuring reflector 11 in the form of a glass ball and runs back through the photodetector 10 and the partially transparent mirror 9 into the light guide 2 . This is indicated by an arrow 14 .

Es ist ein besonderes Merkmal der Erfindung, daß der Abstand der Seitenkanten 3 und 4 und damit der Abstand der teildurchlässigen Spiegel 8 und 9 beliebig sein kann, so daß die Herstellung keinen besonderen Anforderungen unter­ liegt und auch keine besonderen Maßnahmen zur Änderung der geometrischen Verhältnisse der optischen Einrichtung nach Fig. 1 erforderlich sind.It is a special feature of the invention that the distance between the side edges 3 and 4 and thus the distance between the partially transparent mirrors 8 and 9 can be arbitrary, so that the production is not subject to any special requirements and also no special measures for changing the geometric conditions of the required optical device of FIG. 1.

Der Meßreflektor 11 ist in Richtung eines Doppel­ pfeiles 15 beweglich. Dadurch ändert sich die Phasenlage des in Richtung des Pfeiles 15 von dem Meßreflektor 11 zurück­ kehrenden Lichts im Bereich des Fotodetektors 9, wo eine Überlagerung mit der in dem Lichtleiter 2 ausgebildeten stehenden Welle erfolgt, so daß der Fotodetektor 10 eine von den Bewegungen des Meßreflektors 11 abhängige elektrische Spannung abgibt.The measuring reflector 11 is movable in the direction of a double arrow 15 . As a result, the phase position of the light returning in the direction of arrow 15 from the measuring reflector 11 changes in the region of the photodetector 9 , where it overlaps with the standing wave formed in the light guide 2 , so that the photodetector 10 is one of the movements of the measuring reflector 11 dependent electrical voltage.

Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild den Laser 7, den Lichtleiter 2 und den Fotodetektor 10 schematisch als Blöc­ ke, während der Meßreflektor 11 mit dem zurückkehrenden Lichtstrahl als Pfeil 14 seitlich angedeutet sind, obwohl der Lichtstrahl in Richtung des Pfeiles 14 natürlich in der Praxis die gleiche Richtung hat wie das Licht zwischen Laser 7 und Fotodetektor 10. Das Signal aus dem Fotodetektor 10 wird in einem Verstärker 16 verstärkt und dann im weiteren Verlauf in der erst weiter unten beschriebenen Weise zur Anzeige gebracht. Der Laser 7 wird durch eine Gleichstrom­ quelle 17 mit Speisestrom versorgt, dessen Größe nun so eingestellt wird, daß die Wellenlänge des Lasers 7, die von dem Speisestrom abhängig ist, genau die für die Entstehung von stehenden Wellen in dem Lichtleiter 2 erforderliche Länge hat. Fig. 2 shows a block diagram of the laser 7 , the light guide 2 and the photodetector 10 schematically as Blöc ke, while the measuring reflector 11 are indicated laterally with the returning light beam as arrow 14 , although the light beam in the direction of arrow 14 of course in practice has the same direction as the light between laser 7 and photodetector 10 . The signal from the photodetector 10 is amplified in an amplifier 16 and then displayed in the further course in the manner described below. The laser 7 is supplied by a direct current source 17 with feed current, the size of which is now set so that the wavelength of the laser 7 , which is dependent on the feed current, has exactly the length required for the formation of standing waves in the light guide 2 .

In dem bisher beschriebenen Umfang ist das darge­ stellte Ausführungsbeispiel noch nicht in der Lage, Bewe­ gungsänderungen des Meßreflektors 11 in beide Richtungen des Doppelpfeiles 15 getrennt festzustellen, weil sich bei Bewegungen in beiden Richtungen in gleicher Weise Hellig­ keitsänderungen an dem Fotodetektor 9 ergeben, so daß sich die von dem Meßreflektor 11 durchlaufenen Strecken ganz einfach addieren, wenn nicht durch jeweilige Herstellung einer Bezugslage des Meßreflektors 11 eine Messung relativ zu dieser Lage nur in einer Bewegungsrichtung erfolgt.To the extent described so far, the Darge presented embodiment is not yet able to determine movement changes of the measuring reflector 11 in both directions of the double arrow 15 separately because there are changes in brightness in both directions in the same way to the photo detector 9 , so that the distances traveled by the measuring reflector 11 add up quite simply, unless a measurement relative to this position is only made in one direction of movement by producing a reference position of the measuring reflector 11 in each case.

Um nun Bewegungen des Meßreflektors 11 richtungs­ abhängig feststellen zu können, ist es erforderlich, ein bewegungsabhängiges Signal zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist eine Wechselstromquelle 18 vorgesehen, deren Frequenz mit ωo bezeichnet ist. Dieser Wechselstrom wird über eine Leitung 19 dem Laser 7 zugeführt und dem Gleichstrom aus der Gleichstromquelle 17 überlagert. Dadurch erfolgt eine Modu­ lation der Frequenz des Lichts des Lasers 17, dem noch eine weitere Modulation aufgrund der Bewegung des Meßreflektors 11 überlagert ist. Die Frequenz dieser Modulation ist mit ωs bezeichnet und hat einen konstanten Wert, wenn der Meßreflektor 11 mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Steht der Meßreflektor 11 still, so ist die Frequenz ωs null.In order to be able to determine movements of the measuring reflector 11 in a direction-dependent manner, it is necessary to generate a movement-dependent signal. For this purpose, an alternating current source 18 is provided, the frequency of which is denoted by ω o . This alternating current is supplied to the laser 7 via a line 19 and is superimposed on the direct current from the direct current source 17 . This results in a modulation of the frequency of the light from the laser 17 , over which a further modulation due to the movement of the measuring reflector 11 is superimposed. The frequency of this modulation is designated ω s and has a constant value when the measuring reflector 11 is moved at a constant speed. If the measuring reflector 11 is at a standstill, the frequency ω s is zero.

Am Ausgang des Verstärkers 16 steht somit ein Signal ωo, das mit der Frequenz ωs moduliert ist. Dieses Signal gelangt in einen Demodulator 20, in den auch eine Wechselspannung mit der Frequenz ωo über Leitung 21 eingespeist ist. Dadurch entsteht ein Demodulationssig­ nal, das nach Filterung in einem Filter 22 als Signal sin ωs zur Verfügung steht.At the output of the amplifier 16 there is thus a signal ω o which is modulated with the frequency ω s . This signal reaches a demodulator 20 , into which an alternating voltage with the frequency ω o is also fed via line 21 . This creates a demodulation signal that is available after filtering in a filter 22 as signal sin ω s .

Das Ausgangssignal des Verstärkers 16 wird über eine Leitung 23 in einen weiteren Demodulator 24 geleitet, der eine Frequenz 2 ωo über eine Leitung 25 aus einem Frequenzverdoppler 26 erhält, der die Frequenz ωo, die er über eine Leitung 27 aus der Wechselstromquelle 18 er­ hält, verdoppelt. Der Ausgang des Demodulators 24 ist mit einem Filter 28 ähnlich dem Filter 22 verbunden, an dessen Ausgang eine Spannung cos ωs erscheint. Insgesamt ergibt sich somit, daß die Frequenz ωo als Träger für die Frequenz ωs dient und nach Demodulation in den Demodulatoren 20 und 24 und Filterung verschwindet, so daß nur noch das Signal ωs, das als Modulationssignal bezeichnet werden kann, am Ausgang der Filter 22, 28 ver­ bleibt. Wegen der Demodulation in dem Demodulator 24 mit der doppelten Trägerfrequenz 2 ωo ist das Demodulationssig­ nal am Ausgang des Filters 28 um 90° gegenüber dem Ausgangs­ signal an dem Filter 22 verschoben. Erfolgt die Demodulation in dem Demodulator 24 mit der halben Frequenz ½ ωo, in welchem Falle der Frequenzverdoppler 28 ein Frequenzteiler ist, so ist die Phasenverschiebung an den Ausgängen der beiden Filter 22 und 28 umgekehrt. Im erstgenannten Falle ist die Phasenlage also sin ωs und cos ωs während im letztgenannten Falle die Phasenlage cos ωs und sin ωs ist. Die in Fig. 2 in Klammern gesetzten Be­ zeichnungen gelten für die Demodulation mit der halben Trägerfrequenz ½ ωo.The output signal of the amplifier 16 is passed via a line 23 into a further demodulator 24 , which receives a frequency 2 ω o via a line 25 from a frequency doubler 26 which has the frequency ω o , which it receives via a line 27 from the AC source 18 holds, doubles. The output of the demodulator 24 is connected to a filter 28 similar to the filter 22 , at the output of which a voltage cos ω s appears. Overall, it follows that the frequency ω o serves as a carrier for the frequency ω s and disappears after demodulation in the demodulators 20 and 24 and filtering, so that only the signal ω s , which can be referred to as a modulation signal, at the output of the Filters 22 , 28 remains. Because of the demodulation in the demodulator 24 with twice the carrier frequency 2 ω o , the demodulation signal at the output of the filter 28 is shifted by 90 ° with respect to the output signal at the filter 22 . If the demodulation takes place in the demodulator 24 with half the frequency ½ ω o , in which case the frequency doubler 28 is a frequency divider, the phase shift at the outputs of the two filters 22 and 28 is reversed. In the former case the phase position is thus sin ω s and cos ω s while in the latter case the phase position is cos ω s and sin ω s . The drawings in parentheses in FIG. 2 apply to demodulation with half the carrier frequency ½ ω o .

Nachdem an den Ausgängen der Filter 22 und 28 um 90° phasenverschobene Spannungen abnehmbar sind, läßt sich in bekannter Weise ein Drehfeld bilden, das eine Vorwärts-/ Rückwärts-Messung oder -Zählung ermöglicht. Dies ist allge­ meiner Stand der Technik und wird daher hier nicht näher beschrieben.After the voltages 22 and 28 have their voltages phase-shifted by 90 ° can be removed, a rotating field can be formed in a known manner, which enables a forward / backward measurement or counting. This is generally my state of the art and is therefore not described in detail here.

Das Plättchen 1 kann sehr klein ausgebildet wer­ den. Es kann z. B. die Größe von 1 mm2 haben. Grundsätzlich ist aber die Länge in Richtung des Lichtleiters 2 beliebig klein, es darf lediglich nicht die halbe Wellenlänge des Lasers 7 unterschreiten, z. B. 0,4 µm. Aufgrund der sehr kleinen Baugröße ergibt sich die Möglichkeit, das Plättchen 1 mit dem Fotodetektor 10 im Gehäuse eines Halbleiterlasers unterzubringen, so daß nur noch der Meßreflektor 11 als weiteres Teil für den Sensor verbleibt. Bei festem Meßre­ flektor 10 kann die gesamte Einrichtung auch zur Stabilisie­ rung der Wellenlänge des Halbleiterlasers verwendet werden, da jede Änderung der Wellenlänge zu einem Meßsignal führt, mit dem der Strom des Lasers so gesteuert werden kann, daß dies den unerwünschten Änderungen entgegenwirkt. Eine solche Einrichtung kann dann auch zur Stabilisierung eines Lasers einer parallel angeordneten Sensoranordnung dienen, die zur Messung von Wegen bzw. Wegänderungen einen beweglichen Meßreflektor 11 aufweist. Beide Sensoren können auf einem Plättchen aus Silizium untergebracht werden.The plate 1 can be made very small to who. It can e.g. B. have the size of 1 mm 2 . Basically, however, the length in the direction of the light guide 2 is arbitrarily small, it may not be less than half the wavelength of the laser 7 , z. B. 0.4 µm. Due to the very small size, there is the possibility of accommodating the plate 1 with the photodetector 10 in the housing of a semiconductor laser, so that only the measuring reflector 11 remains as a further part for the sensor. With fixed Meßre reflector 10 , the entire device can also be used to stabilize the wavelength of the semiconductor laser, since any change in the wavelength leads to a measurement signal with which the current of the laser can be controlled so that this counteracts the undesirable changes. Such a device can then also be used to stabilize a laser of a sensor arrangement arranged in parallel, which has a movable measuring reflector 11 for measuring paths or path changes. Both sensors can be placed on a silicon plate.

Claims (8)

1. Stehende-Wellen-Sensor, mit einem Lichtleiter, an dessen Enden teildurchlässige Spiegel angeordnet sind, mit einem Laser, der an dem einen Ende des Lichtleiters angeord­ net ist und Licht durch den teildurchlässigen Spiegel in den Lichtleiter wirft, mit einem Fotodetektor, der an dem ande­ ren Ende des Lichtleiters angeordnet ist und der eine foto­ empfindliche Schicht aufweist, die unmittelbar hinter dem teildurchlässigen Spiegel liegt oder diesen bildet, und mit einem Meßreflektor, der auf der dem Lichtleiter abgewandten Seite austretendes Licht auffängt und in den Lichtleiter zurückreflektiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein Halbleiterlaser (7) ist und daß der Speisestrom des Halbleiterlasers (7) oder/und seine Temperatur einstellbar oder so eingestellt ist, daß in dem Lichtleiter (2) das Licht des Halbleiterlasers (7) eine stehende Welle bildet.1. Standing-wave sensor, with a light guide, at the ends of which partially transparent mirrors are arranged, with a laser, which is arranged at one end of the light guide and throws light through the partially transparent mirror into the light guide, with a photodetector that is arranged at the other end of the light guide and which has a photosensitive layer which lies directly behind the partially transparent mirror or forms it, and with a measuring reflector which collects light emerging on the side facing away from the light guide and reflects back into the light guide, thereby characterized in that the laser is a semiconductor laser ( 7 ) and that the feed current of the semiconductor laser ( 7 ) and / or its temperature is adjustable or set so that the light of the semiconductor laser ( 7 ) forms a standing wave in the light guide ( 2 ). 2. Stehende-Wellen-Sensor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennnzeichnet, daß der Lichtleiter (2) in der Oberfläche eines optischen Plättchens (1) (Chip) angeordnet oder ausge­ bildet ist.2. Standing wave sensor according to claim 1, characterized in that the light guide ( 2 ) in the surface of an optical plate ( 1 ) (chip) is arranged or formed out. 3. Stehende-Wellen-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Plättchen (1) aus Silizium besteht. 3. Standing wave sensor according to claim 1, characterized in that the plate ( 1 ) consists of silicon. 4. Stehende-Wellen-Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Halbleiterlaser (7) unmittelbar an einer Kante (3) des Plättchens (1) angeordnet ist.4. Standing wave sensor according to claim 2, characterized in that the semiconductor laser ( 7 ) is arranged directly on an edge ( 3 ) of the plate ( 1 ). 5. Stehende-Wellen-Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Lichtleiter (2) zu dem Halbleiter­ laser (7) und/oder dem Fotodetektor (10) hin trichterförmig erweitert.5. Standing wave sensor according to claim 2, characterized in that the light guide ( 2 ) to the semiconductor laser ( 7 ) and / or the photodetector ( 10 ) extends in a funnel shape. 6. Stehende-Wellen-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speisestrom des Halbleiterlasers (7) mit einem Wechselstrom aus einer Wechselstromquelle (18) modu­ liert ist, daß an den Fotodetektor (10) zwei Demodulatoren (20, 24) angeschlossen sind, daß einer der Demodulatoren (20) mit der Wechselstromquelle (18) verbunden ist und so das Ausgangssignal des Fotodetektors (10) mit der Frequenz der Wechselstromquelle (18) demoduliert, daß der andere Demodulator (24) an einen Frequenzverdoppler (26) oder Frequenzhalbierer angeschlossen ist, die an die Wechsel­ stromquelle (18) angeschlossen sind und deren Frequenz verdoppeln bzw. halbieren, und daß an die Demodulatoren (20, 24) Filter (22, 28) angeschlossen sind, an deren Ausgän­ gen zwei sich um 90° in der Phasenlage unterscheidende Wechselspannungen abnehmbar sind, deren Frequenz von der Bewegung des Meßreflektors (11) abhängt.6. Standing wave sensor according to claim 1, characterized in that the feed current of the semiconductor laser ( 7 ) is modulated with an alternating current from an alternating current source ( 18 ) that two demodulators ( 20 , 24 ) to the photodetector ( 10 ) are connected that one of the demodulators ( 20 ) is connected to the alternating current source ( 18 ) and so demodulates the output signal of the photodetector ( 10 ) at the frequency of the alternating current source ( 18 ) that the other demodulator ( 24 ) is connected to a frequency doubler ( 26 ) or frequency bisector is connected, which are connected to the alternating current source ( 18 ) and whose frequency is doubled or halved, and that to the demodulators ( 20 , 24 ) filters ( 22 , 28 ) are connected, the outputs of which are two by 90 ° in the phase position different AC voltages are removable, the frequency of which depends on the movement of the measuring reflector ( 11 ). 7. Stehende-Wellen-Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die Ausgänge der Filter (22, 28) Vor­ wärts-/Rückwärts-Zähler angeschlossen sind.7. Standing wave sensor according to claim 6, characterized in that the outputs of the filters ( 22 , 28 ) are connected before up / down counter. 8. Stehende-Wellen-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (10) selbst einen teildurchlässigen Spiegel darstellt.8. Standing wave sensor according to claim 1, characterized in that the photodetector ( 10 ) itself represents a partially transparent mirror.
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