DE4424900A1

DE4424900A1 - Interferometric determination esp. of rotational movements of object being measured

Info

Publication number: DE4424900A1
Application number: DE19944424900
Authority: DE
Inventors: Andrew Dr Lewin; Volkmar Dipl Ing Roth; Georg Dr Siegmund; Michael Dipl Ing Wagner
Original assignee: Polytec GmbH
Current assignee: Polytec GmbH
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1996-01-18

Abstract

The interferometric determination involves a pair of measuring beams (3,4) emanating from a laser (7) which are reflected back from an object (1) being measured as signal beams (5,6). Each measuring beam (3,4) runs through a separate heterodyne-interferometer (12,13), in which a component is branched off as a reference beam (16,17). The signal beams (5,6) reflected back from the object (1) being measured in the interferometer are respectively superimposed on the reference beams, and the speed information of the measurement object (1) is obtained from the resulting output signals of both interferometers at detectors (23,24). In addition, the complementary interferometer outputs at detectors (25,26) are differentially combined to optimise the signal sent to an electronic evaluation unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur interferometrischen Erfassung ins besondere von Rotationsbewegungen eines Meßobjektes, bei dem ein insbesondere aus einem Laser austretender Lichtstrahl von kohärentem Licht in Meßstrahlen aufge teilt wird, die zueinander beabstandet und parallel auf das Meßobjekt fallen und von diesem als Signalstrahl zurückgestrahlt werden.The present invention relates to a method and a device for interferometric detection in particular of rotational movements of a measurement object, in which one emerging from a laser in particular Beam of light from coherent light in measurement beams is divided, spaced apart and parallel the test object fall and from it as a signal beam be reflected back.

Grundsätzlich ist es bekannt, mit einem Laser-Doppler-Interferometer diejenige Komponente der Translationsge schwindigkeit eines Oberflächenpunktes eines Meßobjek tes zu erfassen, die mit dem Meßstrahl des Interferome ters zusammenfällt. Dabei wird ein Laserstrahl in einen Meß- und einen Referenzzweig aufgespalten. Der Meß strahl wird auf das Meßobjekt gelenkt und von diesem zum Teil reflektiert bzw. gestreut und das reflektierte bzw. gestreute Licht wird dann mit dem Licht des Refe renzzweiges überlagert, wodurch Interferenz entsteht. Die resultierende Intensität wird an einem Photodetek tor in ein elektrisches Signal gewandelt, das eine Funktion der optischen Phasendifferenz zwischen den beiden Teilstrahlen ist. Diese Phasendifferenz entsteht insbesondere durch unterschiedliche optische Weglängen (Laufzeiten) für die beiden Teilstrahlen bzw. bei einem bewegten Meßobjekt durch die auf Grund des Doppler-Effekts entstehende Frequenzverschiebung des reflek tierten Lichtes. Bei gleichbleibender Wellenlänge ent steht am Detektor ein sinusförmiges Signal mit einer Schwebungsfrequenz, die nur von der Geschwindigkeit des Meßobjektes abhängt. Die Schwebungsfrequenz entspricht der Doppler-Frequenzverschiebung und ist zunächst unab hängig vom Vorzeichen der Geschwindigkeit des Meßobjek tes, da nur der Betrag des Frequenzunterschiedes die Schwebungsfrequenz beeinflußt.Basically, it is known to use a laser Doppler interferometer that component of the translation gene Velocity of a surface point of a measurement object tes to capture that with the measuring beam of the interferome ters coincides. A laser beam is placed in one Measuring and a reference branch split. The meas beam is directed onto the measurement object and from it partly reflected or scattered and the reflected or scattered light is then with the light of the Refe superimposed on the border branch, which causes interference. The resulting intensity is measured on a photodetec gate converted into an electrical signal, the one Function of the optical phase difference between the is two partial beams. This phase difference arises in particular due to different optical path lengths (Transit times) for the two partial beams or for one moving measurement object due to the Doppler effect resulting frequency shift of the reflec light. With constant wavelength ent there is a sinusoidal signal with a Beat frequency that only depends on the speed of the Measurement object depends. The beat frequency corresponds the Doppler frequency shift and is initially independent depending on the sign of the speed of the measurement object tes, since only the amount of the frequency difference the Beat frequency affected.

Indem der Referenzstrahl eine zusätzliche optische Fre quenzverschiebung erhält, gelingt es aber, einen Fre quenzoffset herzustellen, der je nach Vorzeichen der Geschwindigkeit vergrößert oder verkleinert wird. Das heißt, mit solchen speziellen Interferometern mit einer optischen Frequenzverschiebung (sogenannte Heterodyne-Inferferometer) ist eine vorzeichenrichtige Erfassung von Objektgeschwindigkeiten möglich.By the reference beam an additional optical Fre receives a shift in the frequency, but succeeds in getting a fre to produce quenzoffset, which depending on the sign of the Speed is increased or decreased. The means with such special interferometers with one optical frequency shift (so-called heterodyne inferferometer) is a correct sign of object speeds possible.

Bei zwei parallelen interferometrischen Meßstrahlen ist es außerdem möglich, die reine Rotationskomponente ei nes bewegten Körpers beliebiger Gestalt zu erfassen:
Jedem Punkt am Umfang eines mit einer Winkelgeschwin digkeit rotatorisch bewegten Körpers läßt sich eine Tangentialgeschwindigkeit zuordnen, die in beliebig orientierte, aber senkrecht aufeinander stehende trans latorische Geschwindigkeitskomponenten zerlegt werden kann. Insbesondere ist es dabei auch möglich, eine der beiden Geschwindigkeitskomponenten in Richtung eines auf den rotierenden Körper fallenden Meßstrahles zu le gen und diese Komponente läßt sich gemäß der oben be schriebenen Weise über die Doppler-Frequenzverschiebung des Meßstrahles erfassen. Bei zwei parallel auf den rotierenden Körper fallenden Meßstrahlen ist die Diffe renz zwischen diesen beiden in Richtung der Meßstrahlen liegenden Geschwindigkeitskomponenten nur abhängig vom Abstand der Meßstrahlen zueinander und von der Winkel geschwindigkeit des Meßobjektes. Der Abstand der Meß strahlen von der Drehachse des Meßobjektes sowie Trans lationsbewegungen des Objektes beeinflussen dieses Er gebnis nicht.With two parallel interferometric measuring beams it is also possible to record the pure rotational component of a moving body of any shape:
Each point on the circumference of a body rotating at an angular speed can be assigned a tangential speed, which can be broken down into arbitrarily oriented, but perpendicular to each other, translational speed components. In particular, it is also possible to le one of the two speed components in the direction of a measuring beam falling on the rotating body and this component can be detected according to the manner described above via the Doppler frequency shift of the measuring beam. With two measuring beams falling parallel to the rotating body, the difference between these two speed components lying in the direction of the measuring beams is only dependent on the distance between the measuring beams and the angular speed of the measuring object. The distance between the measuring beams from the axis of rotation of the object to be measured and the movement of the object in translation do not influence this result.

Aus der EP 0 103 422 ist all dies bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird ein aus einem Laser aus tretender Lichtstrahl in zwei Meßstrahlen aufgeteilt, die zueinander beabstandet und parallel auf das Meßob jekt fallen. Von diesem werden sie reflektiert und die reflektierten Signalstrahlen werden miteinander überla gert, wodurch es wie bekannt wieder zu Interferenzen kommt, aus denen die Rotationsgeschwindigkeit des Meß objektes bestimmt werden kann.All of this is known from EP 0 103 422. At that one The method described is made up of a laser beam of light divided into two measuring beams, the spaced apart and parallel to the Meßob fall. From this they are reflected and the reflected signal beams are superimposed on one another This causes interference, as is well known comes from which the rotational speed of the measurement object can be determined.

Nachteilig ist hierbei jedoch, daß bei dieser bekannten Anordnung kein unveränderlicher Referenzstrahl und kein Frequenzoffset vorhanden sind. Damit fehlt zum einen die Richtungsinformation und zum anderen werden zwei jeweils schon reflektierte Signalstrahlen sehr geringer Intensität überlagert, weswegen sich nur ein sehr schwaches Signal ergibt. Um ein verwertbares Signal zu erhalten, ist deshalb eine Reflexionsbeschichtung des Meßobjekts notwendig. Außerdem hat diese Anordnung aufgrund des schlechten Signal-/Rauschverhältnisses den Nachteil, daß falls einer der beiden Signalstrahlen nicht mit ausreichender Intensität zurückreflektiert wird und somit nicht mehr zur Interferenzbildung zur Verfügung steht, keinerlei Information über den derzei tigen Bewegungszustand des Meßobjektes mehr vorliegt, für die immer zwei Lichtstrahlen vorhanden sein müssen, damit Interferenz auftritt.The disadvantage here, however, is that in this known Arrangement no unchangeable reference beam and none Frequency offset are available. On the one hand, this is missing the direction information and the other two already reflected signal beams are very low Intensity superimposed, which is why only a very weak signal results. To a usable signal too is therefore a reflective coating of the Object to be measured. It also has this arrangement due to the poor signal-to-noise ratio Disadvantage that if one of the two signal beams not reflected back with sufficient intensity becomes and therefore no longer for interference formation There is no information available at the moment the current state of movement of the test object is present, for which there must always be two light rays, for interference to occur.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur interferometrischen Bewegungserfassung der oben beschriebenen Art anzuge ben, mit der bei gleicher Leistung des Lasers und gegebenen Reflexionseigenschaften des Objekts ein stär keres Meßsignal zur Verfügung steht. Dadurch sollen Signalausfälle infolge eines schlechten Signal-/Rausch verhältnisses minimiert werden.The object of the present invention is therefore a Method and device for interferometric Motion detection of the type described above ben with the same power of the laser and given the reflective properties of the object keres measuring signal is available. This is supposed to Signal dropouts due to poor signal / noise ratio can be minimized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Meßstrahl durch ein separates Heterodyne-Inter ferometer läuft, in dem eine Komponente als Referenz strahl abgezweigt wird, mit der die vom Meßobjekt in das Interferometer zurückgestrahlten Signalstrahlen je weils überlagert werden und daß aus den sich ergebenden Signalen beider Interferometer die Rotationsgeschwin digkeit des Meßobjektes bestimmt wird.This object is achieved in that each measuring beam through a separate heterodyne inter ferometer runs in which a component as a reference beam is branched with which the object from the interferometer retroreflected signal beams each because superimposed and that from the resulting Signals of both interferometers the rotational speed is determined.

Diese Erfindung hat den Vorteil, daß erheblich stärkere Interferenzsignale auftreten als bei der vorbekannten Methode. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in jedem Interferometer die Komponente, die als Referenzstrahl dient, nicht durch Reflexion am Meßobjekt geschwächt wird. Dieser intensive Referenzstrahl wird dann mit dem intensitätsschwächeren Signalstrahl überlagert, wobei wegen der dabei auftretenden Multiplikation der Inten sitäten (optischer Verstärkungseffekt) ein sehr starkes Meßsignal vorliegt. Dieses Signal ist stärker als das der bekannten Vorrichtung, das sich nur aus reflektier ten und deshalb geschwächten Signalstrahlen ergibt.This invention has the advantage that it is considerably stronger Interference signals occur than in the previously known Method. This is due to the fact that in each Interferometer the component that acts as a reference beam serves, not weakened by reflection on the measurement object becomes. This intense reference beam is then with the weaker signal beam superimposed, whereby because of the multiplication of the integers sities (optical amplification effect) a very strong Measurement signal is present. This signal is stronger than that the known device, which is only from reflecting th and therefore weakened signal beams.

Außerdem hat das Verfahren gemäß der vorliegenden Er findung den Vorteil, daß bei Ausfall eines einem Inter ferometer zugeordneten reflektierten Signalstrahles mit dem jeweils anderen Interferometer weiterhin eine nähe rungsweise Bestimmung der Geschwindigkeit des Meßobjek tes unter Zuhilfenahme eines Grundsignal des ersten In terferometers erfolgen kann. Dieses Grundsignal kann dabei dem jeweils zuletzt gelieferten Signal dieses In terferometers entsprechen. Damit wird eine weitere Fehlerminimierung erreicht.In addition, the method according to the present Er Find the advantage that if one inter ferometer associated with reflected signal beam the other interferometer still a proximity Approximately determining the speed of the measurement object tes with the help of a basic signal of the first In terferometer can be done. This basic signal can the last signal delivered in this In correspond to terferometers. This will be another Error minimization achieved.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch bei geringen Drehzahlen und Stillstand des Meßobjektes ein auswertbares Meßsignal entsteht. Die Erfassung von pendelnden Rotationsbewegungen ist damit möglich.Another important advantage of the invention is in the fact that even at low speeds and standstill of the test object an evaluable measurement signal is produced. The detection of oscillating rotational movements is possible with it.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform, bei der im Strahlengang des Lichtstrahles eine Bragg-Zelle angeordnet ist, die den Lichtstrahl sowohl polarisie rend als auch frequenzverschiebend beeinflußt, wird der Lichtstrahl in Komponenten aufgeteilt, die sich sowohl in ihrer Frequenzverschiebung als auch in ihrer Polari sation unterscheiden. Durch einen ersten Strahlteiler, der polarisationsunabhängig ist, wird der Lichtstrahl dann in zwei Meßstrahlen aufgeteilt. Jeder Meßstrahl hat zwei Komponenten, von denen die eine Komponente eine Frequenzverschiebung in eine Richtung erfahren hat und in einer Polarisationsebene verläuft, während die andere Komponente keine Frequenzverschiebung erfahren hat und in einer zu der ersten Polarisationsebene senk recht liegenden zweiten Polarisationsebene verläuft.In a particularly preferred embodiment, at a Bragg cell in the beam path of the light beam is arranged, which both polarize the light beam rend as well as frequency shifting, the Beam of light divided into components that are both in their frequency shift as well as in their polari differentiate. Through a first beam splitter, which is independent of polarization, becomes the light beam then divided into two measuring beams. Every measuring beam has two components, one of which is a component has experienced a frequency shift in one direction and runs in a plane of polarization while the other component did not experience a frequency shift has and in a lower to the first plane of polarization right second polarization plane.

Von diesen beiden Komponenten der Meßstrahlen wird über einen polarisationsabhängigen zweiten Strahlteiler in den jeweiligen Interferometern die eine Komponente als Referenzstrahl abgezweigt und die andere Komponente über eine Lambda-Viertel-Verzögerungsplatte auf das Meßobjekt und als Signalstrahl wieder in das Interfero meter zurückgestrahlt. Durch das Hindurchtreten durch dieses Element hat sich dabei die Polarisation des wieder in das Interferometer eintretenden Signalstrah les gedreht, so daß er mit der als Referenzstrahl abge zweigten Komponente überlagert werden kann, um ein Interferenzsignal erhalten zu können. Da der Referenz strahl gegenüber dem Signalstrahl frequenzverschoben ist, kann an dem Signal auch abgelesen werden, welches Geschwindigkeitsvorzeichen vorhanden ist und dadurch welche Rotationsrichtung das Meßobjekt hat.From these two components of the measuring beams is over a polarization dependent second beam splitter in the respective interferometers the one component as Branched reference beam and the other component via a lambda quarter deceleration plate on the Target and as a signal beam back into the interfero radiated back meters. By passing through this element has the polarization of the signal beam entering the interferometer again les rotated so that it abge with as a reference beam branched component can be superimposed to one To be able to receive interference signal. As the reference beam frequency-shifted compared to the signal beam can also be read from the signal which Sign of speed is present and thereby which direction of rotation the measurement object has.

Da in dieser bevorzugten Anordnung durch entspre chende Wahl von polarisationsabhängigen und -unabhängi gen Strahlteilern der Lichtstrahl zuerst in zwei Strah len und dann in vier Teilstrahlen zerlegt wird, ist es auch besonders einfach, den parallelen Verlauf der bei den Meßstrahlen zu erzielen, die außerdem aufgrund ent sprechend polarisierender Strahlteiler senkrecht zuein ander polarisiert sind. In dieser Weise ist bei einem der beiden Interferometer der Meßstrahl von höherer optischer Frequenz als sein Referenzstrahl und im ande ren Fall niedriger. Diese invertierte Richtung der Fre quenzverschiebung für die beiden Interferometer ermög licht die spätere richtungsabhängige Signal-Dekodie rung.Since in this preferred arrangement by correspond appropriate choice of polarization dependent and independent beam splitter, the light beam first in two beams len and then broken down into four beams, it is also particularly simple, the parallel course of the at to achieve the measuring beams, which are also due to ent speaking polarizing beam splitter perpendicular to each other are polarized. In this way, one of the two interferometers the measuring beam of higher optical frequency as its reference beam and in the other case lower. This inverted direction of Fre frequency shift possible for the two interferometers illuminates the later direction-dependent signal decode tion.

Da die Frequenzverschiebung der Referenzstrahlen be reits vor dem Eintritt des Meßstrahles in das Inter ferometer erfolgte, erübrigt es sich, eine Frequenz verschiebung des Referenzstrahles erst im Interfero meter vorzunehmen. Da diese nur mit einem Intensitäts verlust von ca. 15% erzielt werden könnte, ist mit der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wegen Fortfall dieses Verlustes ein stärkeres Signal erreich bar.Since the frequency shift of the reference beams be before entering the measuring beam into the Inter ferometer, there is no need for a frequency Shift of the reference beam only in the interfero meters. Since this is only with an intensity 15% loss could be achieved with the preferred embodiment described here because Eliminating this loss will achieve a stronger signal bar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles.Further features and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment shown in FIG. 1.

Dort ist ein Meßobjekt 1 dargestellt, das mit der Win kelgeschwindigkeit ω um eine Drehachse 2 rotiert. Auf das Meßobjekt fallen zwei Meßstrahlen 3, 4, die als Signalstrahlen 5, 6 reflektiert werden. Die beiden Meß strahlen 3, 4 stammen beide aus dem gleichen, mit 7 be zeichneten Laser. Der Laser 7 strahlt einen Lichtstrahl 8 von kohärentem Licht aus, der in eine Bragg-Zelle 9 läuft. In der Bragg-Zelle wird der Lichtstrahl teilwei se in seiner Frequenz verschoben, so daß der Ausgangs strahl 10 Anteile nullter und erster Bragg-Ordnung ent hält. Außerdem wird in der Bragg-Zelle der frequenzver schobene Anteil in eine erste Polarisationsebene ge bracht, während der nicht frequenzverschobene Anteil des Ausgangsstrahles in der ursprünglichen Polarisa tionsebene bleibt. Die beiden Polarisationsebenen ste hen dabei senkrecht aufeinander. Der Ausgangsstrahl 10 wird dann in einem polarisationsunabhängigen Strahltei ler 11 aufgeteilt und fällt dann in zwei Interferometer 12, 13. Da der Strahlteiler 11 polarisationsunabhängig ist, fallen in die Interferomter Strahlen ein, die wie der Ausgangsstrahl 10 zwei Anteile enthalten, die sich sowohl in ihrer Polarisation als auch in ihrer Fre quenzverschiebung voneinander unterscheiden.There is a measurement object 1 is shown, which rotates with the win kelocity ω about an axis of rotation 2 . Two measuring beams 3 , 4 fall on the measurement object and are reflected as signal beams 5 , 6 . The two measuring beams 3 , 4 both come from the same, with 7 be marked laser. The laser 7 emits a light beam 8 of coherent light, which runs into a Bragg cell 9 . In the Bragg cell, the light beam is partially shifted in frequency, so that the output beam contains 10 parts of zero and first Bragg order. In addition, the frequency shifted portion is brought into a first polarization plane in the Bragg cell, while the non-frequency shifted portion of the output beam remains in the original polarization plane. The two polarization planes are perpendicular to each other. The output beam 10 is then divided into a polarization-independent beam splitter 11 and then falls into two interferometers 12 , 13 . Since the beam splitter 11 is polarization-independent, rays fall into the interferometer which, like the output beam 10, contain two components which differ from one another both in their polarization and in their frequency shift.

In den Interferometern 12, 13 werden die einfallenden Strahlen durch polarisationsabhängige Strahlteiler 14, 15 aufgeteilt in eine Komponente, die als Referenz strahl 16, 17 fungiert und eine Komponente, die als Meßstrahl 3, 4 fungiert.In the interferometers 12 , 13 , the incident beams are divided by polarization-dependent beam splitters 14 , 15 into a component that functions as a reference beam 16 , 17 and a component that functions as a measuring beam 3 , 4 .

Dabei sind die polarisationsabhängigen Strahlteiler 14, 15 so gewählt, daß der Referenzstrahl 16 im Interfero meter 12 die gleiche Polarisation und Frequenzverschie bung hat wie der Meßstrahl 4 des Interferometers 13. Die Referenzanteile 16, 17 sind also gegenüber den ihnen zugeordneten Meßstrahlen 3, 4 jeweils in anderer Richtung frequenzverschoben.The polarization-dependent beam splitters 14 , 15 are selected such that the reference beam 16 in the interferometer 12 has the same polarization and frequency shift as the measuring beam 4 of the interferometer 13 . The reference components 16 , 17 are therefore frequency-shifted in each case in a different direction with respect to the measuring beams 3 , 4 assigned to them.

Die Meßstrahlen 3, 4 werden durch eine Umlenkoptik 18 parallelisiert, um diese nötige Eigenschaft für die Ro tationsmessung herzustellen. Sie werden dann durch eine Lambda-Viertel-Verzögerungsplatte 19 in zirkular polarisierte Strahlen umgewandelt, die wie oben bereits beschrieben auf das Meßobjekt fallen und von diesem als Signalstrahlen 5, 6 reflektiert werden. Sie laufen wieder durch die Lambda-Viertel-Verzögerungsplatte 19 zurück in die Interferometer 12, 13. Da die Strahlen auf ihrem Weg von den Interferometern 12, 13 zum Meßob jekt 1 und wieder zurück zweimal durch die Lambda-Vier tel-Verzögerungsplatte 19 hindurchgelaufen sind, haben sie beim Wiedereintritt in das Interferometer ihre Po larisation geändert, so daß der Signalstrahl 5 durch den Strahlteiler 14, der den Meßstrahl 3 vorher ablenk te, gerade hindurchtritt. Der Signalstrahl 5 kann dann mit dem Referenzstrahl 16 überlagert werden, mit dem er jetzt die gleiche Polarisationsebene hat. Auf gleiche Weise wird der Signalstrahl 6 jetzt durch den Strahl teiler 20 zur Überlagerung mit dem Referenzstrahl 17 abgelenkt, wobei vorher der Signalstrahl 4 unabgelenkt durch den polarisationsabhängigen Strahlteiler 20 hin durchlaufen konnte.The measuring beams 3 , 4 are parallelized by a deflection optics 18 in order to produce this necessary property for the ro tations measurement. They are then converted by a lambda quarter retardation plate 19 into circularly polarized beams which, as already described above, fall on the measurement object and are reflected by the latter as signal beams 5 , 6 . They run back through the quarter-wave delay plate 19 back into the interferometers 12 , 13 . Since the beams on their way from the interferometers 12 , 13 to the object 1 and back again twice passed through the lambda fourth delay plate 19 , they changed their polarization when they reentered the interferometer so that the signal beam 5 passed through the beam splitter 14 , which previously deflected the measuring beam 3 , just passes through. The signal beam 5 can then be superimposed with the reference beam 16 , with which it now has the same polarization plane. In the same way, the signal beam 6 is now deflected by the beam splitter 20 for superimposition with the reference beam 17 , the signal beam 4 previously being able to pass undeflected through the polarization-dependent beam splitter 20 .

Die Signal strahlen 5 und 6 werden dann in den Rekombi nations-Strahlteilern 21 und 22 wieder mit den Refe renzstrahlen 16, 17 interferometrisch überlagert und die auftretende Interferenzsignale wird mittels ent sprechender Detektoren 23, 24 ausgewertet.The signal beams 5 and 6 are then interferometrically superimposed in the recombination beam splitters 21 and 22 again with the reference beams 16 , 17 and the interference signals that occur are evaluated by means of appropriate detectors 23 , 24 .

Um eine optimale Signalform an der hier nicht darge stellten Signalverarbeitungselektronik liefern zu kön nen, sind auch die beiden komplementär interferometri schen Ausgänge differentiell kombiniert, weswegen die Interferometer zweite Detektoren 25, 26 aufweisen. In order to be able to supply an optimal signal shape to the signal processing electronics not shown here, the two complementary interferometric outputs are also differentially combined, which is why the interferometers have second detectors 25 , 26 .

Die hier dargestellte Ausführungsform spart in den In terferometern 12, 13 die in einem Heterodyne-Interfero meter üblicherweise vorhandene Bragg-Zelle ein, die verwandt wird, um im Interferometer eine Frequenzver schiebung zu erreichen. Eine solche Frequenzverschie bung ist aber immer mit einem Verlust verbunden, da selbst bei optimaler Einstellung die Bragg-Zelle nur ca. 85% des Lichtes in der Frequenz verschieben kann, während das restliche Licht ungenutzt bleibt. Durch die hier beschriebene Vorschaltung der Bragg-Zelle vor die beiden Interferometer kann für die Bragg-Zelle eine Einstellung gewählt werden, bei der 50% des Lichtes frequenzverschoben werden und die restlichen 50% im unverschobenen Bereich bleiben. Beide Anteile werden dann in den nachgeschalteten Interferometern genutzt und es tritt für die Frequenzverschiebung kein Verlust ein.The embodiment shown here saves in the inferferometers 12 , 13 the Bragg cell usually present in a heterodyne interferometer, which is used to achieve a frequency shift in the interferometer. Such a frequency shift is always associated with a loss, since even with an optimal setting the Bragg cell can only shift about 85% of the light in frequency, while the rest of the light remains unused. By connecting the Bragg cell in front of the two interferometers as described here, a setting can be selected for the Bragg cell in which 50% of the light is shifted in frequency and the remaining 50% remain in the undisplaced area. Both parts are then used in the downstream interferometers and there is no loss for the frequency shift.

Außerdem sind die beiden Referenzstrahlen in bezug auf die jeweiligen Meß- und Signalstrahlen in entgegenge setzter Richtung frequenzverschoben, so daß durch die Kombination der beiden von den Interferometern gelie ferten Signale die Rotationsrichtung des Meßobjektes feststellbar ist.In addition, the two reference beams are related to the respective measuring and signal beams in opposite frequency shifted set so that by the Combination of the two from the interferometers signals the direction of rotation of the test object is noticeable.

Claims

1. A method for interferometric detection in particular of special rotational movements of a measurement object ( 1 ), in which a light beam ( 8 ) emerging in particular from a laser ( 7 ) is divided by coherent light into measurement beams ( 3 , 4 ) which are spaced apart and parallel fall on the measurement object ( 1 ) and are radiated back by this as a signal beam ( 5 , 6 ), characterized in that each measurement beam ( 3 , 4 ) runs through a separate heterodyne interferometer ( 12 , 13 ) in which a component is branched off as a reference beam ( 16 , 17 ) with which the signal beams ( 5 , 6 ) radiated back from the measurement object ( 1 ) into the interferometer are superimposed and that speed information about the measurement object ( 1 ) is obtained from the resulting output signals of both interferometers becomes.

2. The method according to claim 1, characterized in that the light beam ( 8 ) is divided into two parts with opposite frequency shift.

3. The method according to claim 1, characterized in that the light beam ( 8 ) is divided into portions with differing polarization, in particular in two portions with mutually perpendicular polarization planes.

4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the light beam is divided into at least two measuring beams, each having two components which differ both in their frequency shift and in their polarization, each having a component as a reference beam ( 16 , 17 ) is branched off and the other component is radiated back into the interferometer ( 12 , 13 ) by a circular polarizing element ( 19 ) on the test object ( 1 ) and as a signal beam ( 5 , 6 ).

5. The method according to claim 1, characterized in that the signal beams ( 16 , 17 ) with respect to their reference beams are pushed in the opposite direction frequenzver.

6. The device for performing the method according to claim 1, in which in a light beam ( 8 ) coherent light, in particular from a laser ( 7 ), a first beam splitter ( 9 or 11 ) is arranged, which the light beam ( 8 ) in two on Measuring object ( 1 ) divides falling measuring beams ( 3 , 4 ), characterized in that each of the measuring beams ( 3 , 4 ) runs through a separate heterodyne interferometer ( 12 , 13 ), each of which has a second beam splitter ( 14 , 15 ) a component is branched off as a reference beam ( 16 , 17 ).

7. The device according to claim 6 for performing the method according to claim 2, characterized in that the first beam splitter is a Bragg cell ( 9 ).

8. The device according to claim 6 for performing the method according to claim 3, characterized in that a polarizing beam splitter is arranged in the beam path of the light beam ( 8 ).

9. The device according to claim 6 for performing the method according to claim 4, characterized in that in the beam path of the light beam ( 8 ) means for frequency shift ( 9 ) are arranged which influence the light beam ( 8 ) polarizing and frequency shifting that the first beam splitter ( 11 ) is polarization-independent that the second beam splitter ( 14 , 15 ), which branch off the reference beam ( 16 , 17 ), are polar-dependent and that in the beam paths of the measuring beams ( 3 , 4 ) and signal beams ( 5 , 6 ) between the interferometer ( 12 , 13 ) and test object ( 1 ) a quarter-wave retardation plate ( 19 ) is arranged.