ES2900550T3

ES2900550T3 - Dispositivo para la medición de distancia interferométrica

Info

Publication number: ES2900550T3
Application number: ES18184096T
Authority: ES
Inventors: Markus Meissner; Wolfgang Holzapfel
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2038-07-18
Also published as: JP7142510B2; JP2019049535A; CN109324333B; DE102017213258A1; US20190041193A1; CN109324333A; US10746532B2; EP3447441B1; EP3447441A1

Abstract

Dispositivo para la medición de distancia interferométrica con - una fuente de luz de longitudes de onda múltiples (10), que ofrece un haz de rayos (S) con al menos tres longitudes de onda (λ1, λ2, λ3) diferentes y que está configurada como láser de fibra, que comprende al menos tres rejillas de Bragg diferentes (13.1_λ1, 13.1_λ2, 13.1_λ3; 113.1_λ1, 113.1_λ2, 113.1_λ3; 213.1_λ1, 213.1_λ2, 213.1_λ3; 313.1_λ1, 313.1_λ2, 313.1_λ3), cuyas constantes de rejilla (d1, d2, d3) están adaptadas a las longitudes de onda (λ1, λ2, λ3) generadas, - una unidad de interferómetro (30), la cual divide el haz de rayos (S) en un haz de rayos de medición (M) y un haz de rayos de referencia (R) y comprende un reflector de medición (33), así como un reflector de referencia (34) estacionario, propagándose el haz de rayos de medición (M) en un brazo de medición en dirección del reflector de medición (33) y experimentando allí una reflexión de vuelta y propagándose el haz de rayos de referencia (R) en un brazo de referencia en dirección del reflector de referencia (34) estacionario y experimentando allí una reflexión de vuelta, solapándose los haces de rayos de medición y de referencia (M, R) reflejados de vuelta por el reflector de medición y referencia (33, 34) a modo de interferencia en un haz de rayos de interferencia (IF), - una unidad de detección (40), a través de la cual se produce una división del haz de rayos de interferencia (IF), de tal modo que por cada longitud de onda (λ1, λ2, λ3) resultan respectivamente varias señales de interferencia parciales desplazadas en fase (Sλ1_90, Sλ1_210, Sλ1_330, Sλ2_90, Sλ2_210, Sλ2_330, Sλ3_90, Sλ3_210, Sλ3_330) y - una unidad de procesamiento de señales (50), la cual está configurada para determinar a partir de las señales de interferencia parciales (Sλ1_90, Sλ1_210, Sλ1_330, Sλ2_90, Sλ2_210, Sλ2_330, Sλ3_90, Sλ3_210, Sλ3_330) de diferentes longitudes de onda (λ1, λ2, λ3) una información de posición absoluta (L) con respecto al reflector de medición (33).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para la medición de distancia interferométrica

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo para la medición de distancia interferométrica. Este dispositivo es adecuado en particular para la determinación de distancias absolutas entre dos objetos móviles uno en relación con el otro.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Para la determinación interferométrica de distancias absolutas entre dos objetos que se mueven en relación entre sí se conocen procedimientos de longitudes de ondas múltiples. A partir de la substracción de las fases de interferencia de diferentes longitudes de onda se determinan a este respecto una o varias fases de batido, que permiten una determinación de posición absoluta inequívoca por una zona de distancia mayor. Los correspondientes dispositivos pueden configurarse a este respecto también en cascada y prever partiendo de varias diferentes longitudes de onda la generación de varias fases de batido. En relación con este tipo de dispositivos se remite, por ejemplo, al documento US 6,496,266 B1, en el cual se describe, entre otros, un sistema con tres longitudes de onda diferentes, a partir de las cuales se derivan varias fases de batido o longitudes de onda sintéticas y se genera a partir de ello una información de posición absoluta.

Para la generación de la pluralidad requerida de longitudes de onda están previstas en la publicación mencionada en total tres fuentes de luz láser en forma de láser He-Ne estabilizado, lo cual representa un esfuerzo notable en lo que a aparatos se refiere. A ello se suma que es necesario un ajuste laborioso de la pluralidad de fuentes de luz para garantizar que los haces de rayos emitidos de todas las fuentes de luz recorran recorridos idénticos en el brazo de medición y referencia del interferómetro. Las tres fuentes de luz láser separadas requieren además de ello una regulación de cada fuente de luz individual para garantizar que las longitudes de onda de los láseres individuales son estables en el tiempo y tienen un valor definido.

Por el documento US 5,469,265 se conoce un procedimiento de procesamiento de señales, así como una correspondiente interfaz, la cual permite transmitir las señales de una pluralidad de sensores, basándose en rejillas de Bragg, a través de un único canal.

La publicación RO 130868 A2 propone un procedimiento no invasivo para localizar fuentes de ruido en un medio. Para ello se usa una disposición de sensores optoelectrónica, la cual comprende varios láseres de fibra con rejillas de Bragg.

Por el documento CN 103107478 B se conoce un láser de fibra de dos longitudes de onda con potencia de salida ajustable, que puede usarse en diferentes aplicaciones.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se basa en el objetivo de indicar un dispositivo para la medición de distancia interferométrica absoluta. En este sentido ha de resultar en particular un esfuerzo lo más reducido posible por el lado de la fuente de luz usada.

Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1.

Realizaciones ventajosas del dispositivo de acuerdo con la invención resultan de las medidas, las cuales se indican en las reivindicaciones dependientes.

El dispositivo de acuerdo con la invención para la medición de distancia interferométrica comprende una fuente de luz de longitudes de onda múltiples, que ofrece un haz de rayos con al menos tres longitudes de onda diferentes y está configurada como láser de fibra, el cual comprende al menos tres rejillas de Bragg diferentes, cuyas constantes de rejilla están adaptadas a las longitudes de onda generadas. Está prevista además de ello una unidad de interferómetro, la cual divide el haz de rayos en un haz de rayos de medición y en un haz de rayos de referencia y comprende un reflector de medición, así como un reflector de referencia estacionario, propagándose el haz de rayos de medición en un brazo de medición en dirección del reflector de medición y experimentando allí una reflexión de vuelta y propagándose el haz de rayos de referencia en un brazo de referencia en dirección del reflector de referencia estacionario y experimentando allí una reflexión de vuelta. Los haces de rayos de medición y de referencia reflejados de vuelta por los reflectores de medición y de referencia se solapan interfiriendo en un haz de rayos de interferencia. A través de una unidad de detección se produce una división del haz de rayos de interferencia, de tal modo que por longitud de onda resultan respectivamente varias señales de interferencia parciales desplazadas en fase. Está prevista además de ello una unidad de procesamiento de señales, la cual está configurada para determinar a partir de las señales de interferencia parciales de diferentes longitudes de onda una información de posición absoluta con respecto al reflector de medición.

Es posible que la fuente de luz de longitudes de onda múltiples comprenda al menos los siguientes componentes:

- una fuente de luz de bombeo,

- al menos tres rejillas de Bragg, las cuales están integradas en una o varias fibras activables por láser, presentando cada una de las rejillas de Bragg un salto de fase de la magnitud n,

- una óptica de acoplamiento, a través de la cual la radiación de bombeo emitida por la fuente de luz de bombeo puede acoplarse en la al menos una fibra activable por láser.

En este sentido las al menos tres rejillas de Bragg pueden estar dispuestas a lo largo de la dirección de extensión de fibra por completo de forma solapada en la al menos una fibra activable por láser, de modo que los saltos de fase de todas las rejillas de Bragg se encuentran en el mismo punto.

Es posible además de ello que las al menos tres rejillas de Bragg estén dispuestas a lo largo de la dirección de extensión de fibra desplazadas entre sí a razón de determinadas distancias de desplazamiento, de modo que los saltos de fase de todas las rejillas de Bragg están a lo largo de la dirección de extensión de fibra desplazadas entre sí también a razón de las distancias de desplazamiento.

En este sentido en el caso de tres rejillas de Bragg y

a) con distancias de desplazamiento de entre 0 % y 50 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg, la fibra activable por láser puede presentar primeras secciones de rejilla con rejillas de Bragg con una constante de rejilla, segundas secciones de rejilla con dos rejillas de Bragg que se solapan con diferentes constantes de rejilla, así como terceras secciones de rejilla con tres rejillas de Bragg que se solapan con diferentes constantes de rejilla, o

b) con distancias de desplazamiento de entre 50 % y 100 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg, la fibra activable por láser puede presentar primeras secciones de rejilla con rejillas de Bragg de una constante de rejilla y segundas secciones de rejilla con dos rejillas de Bragg que se solapan con diferentes constantes de rejilla, o

c) con distancias de desplazamiento del 100 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg, la fibra activable por láser puede presentar exclusivamente secciones de rejilla con rejillas de Bragg de una constante de rejilla.

Preferentemente la al menos una fibra activable por láser está configurada como fibra de vidrio monomodo dopada con erbio, que emite radiación láser con una dirección de polarización definida.

Ventajosamente la al menos una fibra activable por láser está dispuesta con tracción entre dos puntos de fijación en una sujeción de fibra y las al menos tres rejillas de Bragg están dispuestas en la zona entre los dos puntos de fijación en la sujeción de fibra.

Es posible que actúe una unidad de regulación a través de uno o varios elementos de ajuste sobre la fuente de luz de longitudes de onda múltiples para generar radiación láser con longitudes de onda definidas y funcionando como señal de entrada de la unidad de regulación una señal eléctrica, la cual está derivada de una señal óptica de únicamente una de las longitudes de onda diferentes.

En este sentido los elementos de ajuste pueden comprender al menos uno de los siguientes medios:

a) unidad de actuador piezoeléctrico para ejercer una tracción mecánica definida sobre la al menos una fibra activable por láser

b) unidad de atemperado para ajustar una temperatura definida de la al menos una fibra activable por láser c) fuente de corriente para ajustar una corriente de bombeo definida de una fuente de luz de bombeo para la al menos una fibra activable por láser

Resulta ventajoso cuando la fuente de luz de longitudes de onda múltiples está configurada de tal modo que esta radiación emite con una primera longitud de onda (A1) y dos longitudes de onda adicionales (A2, A3), cumpliéndose para las dos longitudes de onda adicionales ^{( A 2 , A 3 )}

y

donde

con:

Ai, Á2, Á3 := longitudes de onda emitidas de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples

La unidad de interferómetro comprende ventajosamente una unidad de división de rayos, el reflector de medición móvil a lo largo de al menos una dirección de medición, el reflector de referencia estacionario, así como una unidad de agrupación de rayos, produciéndose a través de la unidad de división de rayos la división del haz de rayos en un haz de rayos de medición y uno de rayos de referencia y produciéndose a través de la unidad de agrupación de rayos un solapamiento de los haces de rayos de medición y de referencia reflejados de vuelta por el reflector de medición y referencia dando lugar al haz de rayos de referencia.

En este sentido es posible que la unidad de división de rayos y la unidad de agrupación de rayos estén configuradas conjuntamente en un cubo divisor de haz.

Puede estar previsto además de ello que la unidad de detección comprenda al menos un elemento de división, al menos un elemento de polarización, así como una matriz de detector postconectada, consistente en al menos nueve elementos de detector optoelectrónicos. A través del al menos un elemento de división y el al menos un elemento de polarización se produce una división dependiente de la longitud de onda, del haz de rayos de interferencia, en al menos tres grupos de haces de rayos de interferencia, comprendiendo cada uno de los al menos tres grupos de haces de rayos de interferencia respectivamente al menos tres haces de rayos de interferencia parciales desplazados en fase.

La unidad de detección comprende preferentemente dos elementos de división, produciéndose a través de un elemento de división una división en varios haces de rayos de interferencia desplazados en fase y produciéndose a través del otro elemento de división una división dependiente de la longitud de onda, en varios haces de rayos de interferencia parciales.

La unidad de procesamiento de señales está configurada ventajosamente para

- determinar a partir de las señales de interferencia parciales eléctricas desplazadas en fase de las diferentes longitudes de onda, un valor de fase por longitud de onda,

- formar a partir de los valores de fase varias fases diferenciales, las cuales están asignadas respectivamente a diferentes longitudes de onda sintéticas,

- determinar a partir de una señal de posición en bruto obtenida a través de una medición de posición en bruto adicional, así como de las fases diferenciales, una información de posición absoluta de alta resolución con respecto al reflector de medición.

En el dispositivo de acuerdo con la invención resulta particularmente ventajoso que el esfuerzo por parte de la fuente de luz para la generación de la pluralidad de longitudes de onda puede reducirse notablemente. En lugar de varias fuentes de luz individuales está prevista únicamente una única fuente de luz, la cual ofrece todas las longitudes de onda necesarias para la determinación de posición interferométrica absoluta.

Es necesaria además de ello únicamente la estabilización de una única longitud de onda, lo cual reduce notablemente el esfuerzo de regulación necesario para la fuente de luz.

Se suprime además, con respecto al caso con varias fuentes de luz separadas, el ajuste laborioso de varios haces de rayos de diferentes longitudes de onda dando lugar a un único haz de rayos colineal.

La fuente de luz de longitudes de onda múltiples prevista garantiza además una anchura de línea muy reducida y con ello una gran longitud de coherencia. Para la medición de posición esto tiene como consecuencia un ruido reducido de los valores de medición de posición generados y con ello una alta precisión de medición.

Otros detalles y ventajas de la presente invención se explican mediante la siguiente descripción de ejemplos de realización del dispositivo de acuerdo con la invención en relación con las figuras.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Muestran:

La Figura 1, una representación esquemática de un ejemplo de realización del dispositivo de acuerdo con la invención;

la Figura 2, una representación esquemática de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples del dispositivo de la figura 1;

la Figura 3, un detalle de la figura 2;

las Figuras 4a-4d, respectivamente una variante diferente con respecto a la disposición relativa de varias rejillas de Bragg en una fibra activable por láser;

la Figura 5, una representación esquemática para la explicación de la regulación de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples;

la Figura 6, una representación en sección transversal de la fibra activable por láser en la fuente de luz de longitudes de onda múltiples, que emite radiación en una dirección de polarización definida;

la Figura 7, una representación esquemática de la unidad de detección del dispositivo de acuerdo con la invención de la figura 1;

la Figura 8, una representación esquemática de la unidad de procesamiento de señales del dispositivo de acuerdo con la invención de la figura 1.

DESCRIPCIÓN DE LAS FORMAS DE REALIZACIÓN

Un ejemplo de realización del dispositivo de acuerdo con la invención para la medición de distancia interferométrica se muestra en la figura 1 en una representación esquematizada. El dispositivo comprende una fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10, una unidad de interferómetro 30, una unidad de detección 40, así como una unidad de procesamiento de señales 50. Con la ayuda del dispositivo de acuerdo con la invención es posible en el presente ejemplo de realización la medición altamente precisa de la distancia absoluta L entre dos objetos, no representados en la figura, móviles en relación entre sí. En el presente ejemplo uno de los dos objetos está unido con el reflector de medición 33, perteneciente a la unidad de interferómetro 30, móvil a lo largo de la dirección de medición x, el otro de los dos objetos con los otros componentes dispuestos de forma estacionaria con respecto a ello, de la unidad de interferómetro 30.

En el caso de los dos objetos puede tratarse, por ejemplo, de piezas de máquina móviles entre sí, cuya distancia absoluta L puede determinarse mediante el dispositivo de acuerdo con la invención. Las informaciones generadas con la ayuda del dispositivo de acuerdo con la invención, en relación con la distancia absoluta L, pueden continuar procesándose por parte de un control de máquina de orden superior.

Es posible también, además de ello, usar el dispositivo de acuerdo con la invención en sistemas de seguimiento láser o sistemas de trazado láser. En este caso se determina la distancia absoluta entre los componentes estacionarios de la unidad de interferómetro 30 y el reflector de medición 33 móvil en el espacio. Este tipo de sistemas pueden usarse en relación con diferentes objetivos de medición y/o calibrado. Además de ello existen naturalmente también otras posibilidades de uso para el dispositivo de acuerdo con la invención.

Antes de que se describan mediante las diferentes figuras en detalle los componentes individuales del dispositivo de acuerdo con la invención, así como un procedimiento adecuado para el manejo del mismo, se explica en primer lugar la estructura en bruto o el principio de funcionamiento básico del correspondiente dispositivo.

La fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 prevista en el dispositivo de acuerdo con la invención emite un haz de rayos S con al menos tres longitudes de onda diferentes Á1, Á2, Á3, que presentan respectivamente una anchura de línea espectral reducida. La fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 está configurada en este sentido como láser de fibra, el cual comprende al menos tres rejillas de Bragg diferentes, cuyas constantes de rejilla están adaptadas a las longitudes de onda generadas Á1, Á2, Á3. Para más detalles en relación con la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 se remite a la siguiente descripción de las figuras 2, 3, 4a - 4d, 5 y 6, en lo que se refiere a la selección de longitudes de onda adecuadas Á1, Á2, Á3 a la descripción de la figura 8.

El haz de rayos S ofrecido por la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 accede a la unidad de interferómetro 30, donde el haz de rayos S se divide con la ayuda de la unidad de división de rayos 31, la cual está configurada como divisor de haz polarizado, en un haz de rayos de medición M y en un haz de rayos de referencia

R. El haz de rayos de medición M se propaga tras la división en un brazo de medición en dirección de un reflector de medición 33 móvil al menos a lo largo de la dirección de medición x y experimenta allí una reflexión de vuelta de vuelta en la dirección de incidencia. El haz de rayos de referencia R se propaga tras la división en un brazo de referencia en dirección de un reflector de referencia 34 estacionario y experimenta allí también una reflexión de vuelta de vuelta en dirección de incidencia. El reflector de medición 33, así como el reflector de referencia 34 están configurados en el ejemplo representado como espejos triples retroreflectantes. Los haces de rayos de medición y de referencia M, R reflejados de vuelta por el reflector de medición y referencia 33, 34 acceden entonces a la unidad de agrupación de rayos 31 configurada como divisor de haz polarizado y se solapan allí interfiriendo en un haz de rayos de interferencia IF. En el ejemplo de realización representado de la figura 1 está previsto como unidad de división de rayos 31 o unidad de agrupación de rayos 31 un único componente en forma de un cubo divisor de haz, en cuanto que ambas unidades están configuradas conjuntamente. En la superficie de divisor de rayos o agrupador de rayos 32 del cubo divisor de haz se produce la división del haz de rayos S en haz de rayos de medición y de referencia M, R o la agrupación de nuevo de los haces de rayos de medición y referencia M, R dando lugar al haz de rayos de interferencia IF. El haz de rayos de interferencia IF atraviesa en la salida de la unidad de interferómetro 30 también una placa A/435, que superpone la parte polarizada s y p del haz de rayos de interferencia IF a un vector de campo E rotativo, a cuyo ángulo de rotación se recurre para la evaluación. En el presente ejemplo de realización la unidad de interferómetro 30 está configurada de este modo como interferómetro de polarización codificada.

En lo que se refiere a la unidad de interferómetro 30 se hace referencia a que la ilustración esbozada en la figura 1 en forma de un interferómetro de Michelson no es en ningún caso esencial para la invención; pueden usarse de este modo también variantes y/o componentes de interferómetro alternativos en la unidad de interferómetro 30 del dispositivo de acuerdo con la invención. De este modo sería posible también, por ejemplo, usar esferas con un índice de refracción n = 2 como reflectores, entre los cuales se mide la distancia absoluta. Además de ello pueden usarse naturalmente también reflectores de medición y de referencia configurados de otro modo, por ejemplo, espejos planos, etc. Del mismo modo podría usarse un interferómetro de Mach-Zehnder con unidades de división de rayos y de agrupación de rayos separadas para la división y agrupación de los haces de rayos de medición y referencia, etc.

El haz de rayos de interferencia IF generado con la ayuda de la unidad de interferómetro 30 se propaga entonces en dirección de la unidad de detección 40. Con la ayuda de la unidad de detección 40 se produce una división o procesamiento adicional del haz de rayos de interferencia IF, de tal modo que por el lado de salida resultan por cada longitud de onda emitida A1, A2, A3 respectivamente varias señales de interferencia parcial eléctricas, desplazadas en fase, Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, Sa3_90, Sa3_210, Sa3_330, concretamente por cada longitud de ond respectivamente tres señales de interferencia parcial desplazadas en fase a razón de 120°, Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, Sa3_90, Sa3_210, Sa3_330. En la salida de la unidad de detección 40 se presentan en el presente ejemplo con tres longitudes de onda A1, A2, A3 entonces en total nueve señales de interferencia parcial Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, Sa3_90, Sa3_210, Sa3_330, que a continuación continúan procesándose para la medición de posición. En lo que se refiere a una posible estructura de la unidad de detección 40 se remite a la siguiente descripción de la figura 7.

El procesamiento posterior de las señales de interferencia parcial Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, Sa3_90, S^a3_210, S^a3_330 se produce a continuación en la unidad de procesamiento de señales 50 indicada también únicamente de forma esquemática en la figura 1. Ésta está configurada para determinar a partir de las señales de interferencia parcial Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, Sa3_90, Sa3_210, Sa3_330 de diferentes longitudes de onda A1, una información de posición absoluta en forma de la distancia L entre reflector de medición 33 y la unidad de división de rayos 31. Esto se produce con la ayuda de un procedimiento de batido de longitudes de onda múltiples, remitiéndose en relación con el procedimiento de evaluación y la configuración concreta de la unidad de procesamiento de señales 50 a la descripción adicional de la figura 8.

Mediante las figuras 2, 3, 4a - 4d, 5 y 6 se describe ahora la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 usada en el dispositivo de acuerdo con la invención.

Tal como ya se ha indicado más arriba, la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 está configurada como láser de fibra y concretamente en forma de un llamado láser de fibra DFB (DFB: Distributed Feedback) (retroalimentación distribuida). De acuerdo con la figura 2 el láser de fibra comprende como componente central una fibra 13 activable por láser con un núcleo de fibra dopado de forma adecuada. En la fibra 13 se acopla a través de una óptica de acoplamiento 12 por un lado frontal de fibra la radiación de bombeo óptica emitida por una fuente de luz de bombeo 11 para la excitación de la emisión láser. Como fuente de luz de bombeo 11 puede usarse en este sentido, por ejemplo, un láser semiconductor en forma de un láser de diodo GaAlAs, el cual emite radiación de bombeo con la longitud de onda 976nm.

La fibra 13 activable por láser está configurada en el presente ejemplo como fibra de vidrio monomodo dopada con erbio, que tras una excitación adecuada emite radiación láser con una dirección de polarización definida. El erbio sirve de este modo como medio activable por láser en el presente ejemplo de realización de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10. Este medio láser permite la generación de radiación láser de banda muy estrecha en el caso de las tres longitudes de onda Á1, Á2, A3, debido a lo cual puede asegurarse una gran longitud de coherencia en el intervalo de varios kilómetros. La gran longitud de coherencia resulta particularmente ventajosa en particular en el caso del uso para la medición de distancia interferométrica, dado que a través de ella puede minimizarse el ruido de los valores de medición de posición generados. Otras ventajas de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 configurada como láser de fibra son su fácil fabricación y robustez.

En la fibra 13 activable por láser o en la fibra láser dopada con erbio hay integradas o incorporadas al menos tres rejillas de Bragg, las cuales sirven para las respectivas longitudes de onda respectivamente para la configuración del resonador láser requerido para el funcionamiento láser. Con la referencia 13.1 se indica en la representación de la figura 3 la rejilla resultante de la disposición solapada de las rejillas de Bragg individuales. Las rejillas de Bragg en la fibra 13 o en el núcleo de fibra no representables individualmente en las figuras 2 y 3 están configuradas respectivamente como rejillas de índice de refracción binarias. Esto significa que cada rejilla de Bragg consiste en una disposición en hilera periódica de zonas de rejilla a lo largo de la dirección de extensión de fibra, con diferentes índices de refracción. En relación con la disposición relativa de las al menos tres rejillas de Bragg en la fibra 13 existen básicamente diferentes posibilidades, tal como será explicado en lo sucesivo mediante las figuras 4a - 4d. En el ejemplo de la figura 3 las tres rejillas de Bragg previstas están dispuestas con longitudes de rejilla idénticas solapadas por completo a lo largo de la dirección de extensión de la fibra 13.

Las constantes de rejilla d1, d2, d3 de las tres rejillas de Bragg están adaptadas a las tres longitudes de onda Á1 , Á2, Á3 a generar en el haz de rayos S, es decir, las tres rejillas de Bragg tienen diferentes constantes de rejilla d1, d2, d3. Para la selección de longitudes de onda Á1, Á2, Á3 adaptadas entre sí de forma adecuada se remite a modo de complementación de las siguientes realizaciones también a la descripción de la figura 8. Para garantizar el funcionamiento láser deseado, en la medida de lo posible de banda estrecha monomodo, en las tres longitudes de onda Á1, Á2, Á3, cada una de las tres rejillas de Bragg tiene además de ello un salto de fase 13.2 del tamaño n, que está previsto preferentemente de forma central o en el centro en la rejilla de Bragg. Un salto de fase 13.2 del tamaño n significa que las dos rejillas parciales de Bragg están desplazadas por ambos lados del salto de fase 13.2 a razón de medio periodo de rejilla entre sí. Debido a la disposición completamente solapada prevista en el ejemplo de la figura 3, de las tres rejillas de Bragg a lo largo de la dirección de extensión de fibra, los saltos de fase de todas las rejillas de Bragg se encuentran en el mismo punto de la fibra 13 activable por láser y se indican en la figura con la referencia 13.2.

En un posible ejemplo de realización se seleccionan las tres longitudes de onda Á1, Á2, A3 concretamente del siguiente modo:

Á1 = 1560nm, Á2 = 1547,11nm, Á3 = 1534,32nm

La relación entre las constantes de rejilla di (i = 1...3) de las tres rejillas de Bragg y la respectiva correspondiente longitud de onda Ai (i = 1...3) resulta en este sentido de acuerdo con

con

Ai := longitud de onda emitida

ni := índice de refracción de la fibra activable por láser en el caso de la longitud de onda Ai

di := constante de rejilla de la rejilla de Bragg

i := 1, 2, 3

Con un índice de refracción m = n2 = n3 = 1,45 de la fibra 13 dopada con erbio activable por láser resultan de este modo para las longitudes de onda indicadas anteriormente a modo de ejemplo A1 = 1560nm, A2 = 1547,11nm, A3 = 1534,32nm las siguientes constantes de rejilla de las correspondientes rejillas de Bragg:

d1 = 537,93nm, d2 = 533,49nm, d3 = 529,07nm

Tal como puede verse en las figuras 2, 3, así como 6, la fibra 13 activable por láser se sujeta mecánicamente en una sujeción de fibra 14 en el presente caso de dos piezas. De acuerdo con la vista en sección de la figura 6, la parte inferior de la sujeción de fibra 14 tiene una escotadura 14.1 en forma de ranura o en forma de V, en la cual se sujeta la fibra 13. La parte superior de la sujeción de fibra 14 está configurada en forma de placa y cubre la escotadura Con las referencias 17, 18 se indican en las figuras 2 y 3 respectivamente puntos de fijación, entre los cuales está dispuesta con tracción la fibra 13 activable por láser en la sujeción de fibra 14. Aquella zona de la fibra 13, en la cual están dispuestas o incorporadas las tres rejillas de Bragg, es decir, la zona activable por láser de la fibra 13, está prevista a este respecto entre los puntos de fijación 17, 18. En la zona entre los puntos de fijación 17, 18 resulta además de ello ventajoso cuando la fibra 13 está dispuesta lo más amortiguada en oscilación posible en la sujeción de fibra 14. Esto se produce en el ejemplo de realización representado de tal manera que en la escotadura 14.1 de la sujeción de fibra 14 se disponen adicionalmente medios amortiguadores, no mostrados en la figura, como, por ejemplo, aceites viscosos, siliconas o pegamentos. Los puntos de fijación 17, 18 pueden estar configurados en forma de un apriete mecánico adecuado de la fibra 13 en la sujeción de fibra 14; alternativamente la fijación de la fibra 13 puede producirse también, no obstante, a través de un pegado de la fibra 13 a los puntos de fijación 17, 18.

Se representa además una unidad de actuador piezoeléctrico 15 indica respectivamente de forma esquemática, así como una unidad de atemperado 16 junto a la zona activable por láser de la fibra 13 en las figuras 2 y 3. Estos componentes sirven, como se explicará en lo sucesivo, entre otros, como elementos de ajuste, en los cuales actúa una unidad de regulación 24 para la generación de radiación láser con longitudes de onda Á1, Á2, A3 definidas. Para este fin se suministra una parte del haz de rayos S emitido por la fibra 13 activable por láser, que anteriormente ha atravesado también un filtro de luz de bombeo 19 para filtrar la longitud de onda de bombeo, con la ayuda de un elemento de desacoplamiento 20 a través de un filtro 22 y una celda de absorción 21 a un fotodetector 23; sus señales de salida se suministran a la unidad de regulación 24. A través del filtro de luz de bombeo 19, por ejemplo, configurado como acoplador WDM, se filtra la proporción de luz de bombeo eventualmente aún contenida en el haz de rayos S, para que ésta no acceda al posterior recorrido de señal y dañe allí, por ejemplo, los componentes ópticos. Para actuar sobre la fibra 13 activable por láser puede modificarse a través de la unidad de regulación 24 entonces con la ayuda de la unidad de actuador piezoeléctrico 15 la tracción mecánica sobre la zona activable por láser de la fibra 13 aprisionada en la sujeción de fibra 14 de forma definida. Además de ello es posible modificar a través de la unidad de atemperado 16 de forma definida la temperatura de la zona activable por láser de la fibra 13. Existe también la posibilidad de actuar a través de la unidad de regulación 24 en la corriente de bombeo de la fuente de luz de bombeo 11 de modo definido, para poder asegurar la frecuencia exacta de las longitudes de onda Á1, A2, A3 deseadas. Para una explicación más detallada del modo de funcionamiento de la unidad de regulación 24 se remite a la siguiente descripción de la figura 5.

Tal como se ha mencionado anteriormente, hay integradas o incorporadas en la fibra 13 activable por láser o en su núcleo de fibra tres rejillas de Bragg en el presente ejemplo, cuya respectiva configuración está adaptada a las tres longitudes de onda Á1, Á2, A3 a generar; concretamente se seleccionan de modo adecuado en este sentido las constantes de rejilla d1, d2, d3 de las tres rejillas de Bragg. Por cada rejilla de Bragg prevista ha de preverse además de ello, tal como también se ha mencionado más arriba, un salto de fase del tamaño n, dispuesto preferentemente de forma central o en el centro de la rejilla de Bragg.

En lo que se refiere a la disposición de las tres rejillas de Bragg previstas en el presente ejemplo de realización, en la fibra activable por láser, existen básicamente varias posibilidades. Correspondientes variantes se explican a continuación mediante las representaciones esquemáticas de las figuras 4a - 4d. En la parte superior de las figuras individuales se muestra respectivamente de modo esquematizado la fibra con rejilla resultante del solapamiento de las rejillas de Bragg individuales, que en dependencia de la variante de solapamiento presenta diferentes secciones de rejilla. En la parte inferior de las figuras se indica respectivamente de forma esquemática cómo resultan las diferentes secciones de rejilla en la rejilla resultante en la fibra a partir de la correspondiente disposición relativa o solapamiento de varias rejillas de Bragg individuales.

Una primera variante para la posible disposición de las tres rejillas de Bragg en la fibra activable por láser se muestra en la figura 4a; esta variante de disposición se corresponde con aquella del ejemplo de realización de la figura 3. Con la referencia 13.1 se indica en la parte superior de la figura 4a la rejilla resultante de la disposición por completo solapada de las tres rejillas de Bragg individuales, que tiene aquí un único salto de fase 13.2 central del tamaño n. En la parte inferior de la figura 4a se muestran de forma muy esquematizada las tres rejillas de Bragg individuales 13.1_Á1, 13.1_Á2, 13.1_Á3, tal como están dispuestas en esta variante en relación entre sí en la fibra 13. Naturalmente tanto las constantes de rejilla d1, d2, d3 de las tres rejillas de Bragg 13.1_Á1, 13.1_Á2, 13.1_Á3, como también la rejilla 13.1 resultante del solapamiento no están representadas correctamente a escala en la fibra 13. Ha de quedar explicado únicamente en principio que las tres rejillas de Bragg 13.1_A1, 13.1_A2, 13.1_Á3 tienen, tal como se ha explicado más arriba, diferentes constantes de rejilla d1, d2, d3, independientemente de las longitudes de onda A1, A2, A3 a generar.

En la variante representada de acuerdo con la figura 4a está previsto en este caso que las tres rejillas de Bragg 13.1_A1, 13.1_A2, 13.1 _A3 estén dispuestas a lo largo de la dirección de extensión de fibra solapadas por completo en la fibra 13 activable por láser. Los saltos de fase de las rejillas de Bragg individuales 13.1_A1, 13.1_A2, 13.1 _A3 coinciden por lo tanto entre sí y la rejilla resultante del solapamiento en la fibra 13 tiene un salto de fase 13.2 central. En la rejilla 13.1 resultante del solapamiento de las tres rejillas de Bragg 13.1 A1, 13.1_A2, 13.1 A3, se presentan aquí además de ello por la longitud completa las constantes de rejilla o frecuencias de rejilla de las rejillas de Bragg individuales 13.1 A1, 13.1 A2, 13.1 A3. Este tipo de disposiciones de rejillas de Bragg solapadas pueden producirse, por ejemplo, a través del solapamiento aditivo de las modulaciones de índice de refracción de las rejillas de Bragg individuales 13.1_A1, 13.1_A2, 13.1_A3.

En las variantes explicadas a continuación mediante las figuras 4b - 4d, para la disposición de las tres rejillas de Bragg en la fibra activable por láser, está previsto a diferencia de la variante de la figura 4a, respectivamente que las tres rejillas de Bragg estén dispuestas a lo largo de la dirección de extensión de fibra desplazadas entre sí a razón de determinadas distancias de desplazamiento V. En las diferentes variantes se diferencian respectivamente las distancias de desplazamiento V. Los saltos de fase de las rejillas de Bragg individuales están desplazados en estas variantes entonces a diferencia de la figura 4a a lo largo de la dirección de extensión de fibra también entre sí a razón de las correspondientes distancias de desplazamiento V.

En la segunda variante representada en la figura 4b, para la posible disposición de las tres rejillas de Bragg 113.1_A1, 113.1 _A2, 113.1 _A3 en la fibra 113 activable por láser está previsto en concreto ajustar una distancia de desplazamiento V de entre 0 % y 50 % de la longitud de rejilla de una rejilla de Bragg 113.1 _Ai entre rejillas de Bragg 113.1 _A1, 113.1 _A2, 113.1_A3 adyacentes. En este sentido las tres diferentes rejillas de Bragg 113.1 _A1, 113.1_A2, 113.1 _A3 tienen respectivamente la misma longitud de rejilla efectiva a lo largo de la dirección de extensión de fibra. Con la longitud de rejilla efectiva se entiende a este respecto la longitud efectiva para la correspondiente longitud de onda, de las rejillas de Bragg 113.1_Ai a lo largo de la dirección longitudinal de rejilla. La longitud de rejilla efectiva no se corresponde en este sentido con la longitud mecánica de las rejillas de Bragg 113.1_Ai, sino que resulta de la multiplicación de la longitud mecánica con un factor de escalado y la elevación de índice de refracción de la rejilla.

En el ejemplo de la figura 4b la rejilla de Bragg 113.1 _A2 está dispuesta desplazada hacia la derecha con respecto a la rejilla de Bragg 113.1 _A3 a razón de una distancia de desplazamiento V de aproximadamente 25 % de la longitud de rejilla efectiva de las rejillas de Bragg 113.1_Ai en la fibra 113; la rejilla de Bragg 113.1 _A1 está dispuesta con respecto a la rejilla de Bragg 113.1 _A2 también desplazada hacia la derecha a razón de aproximadamente 25 % de la longitud de rejilla efectiva de la rejilla de Bragg 13.1_Ai en la fibra 113.

En la rejilla resultante del solapamiento en la fibra 113 resultan de este modo diferentes primeras, segundas y terceras secciones de rejilla 113.1a, 113.1b, 113.1c, como se ilustra en la parte superior de la figura 4b. A este respecto, debido a la disposición relativa prevista de las rejillas de Bragg individuales 113.1 _A1, 113.1 _A2, 113.1 A3, las primeras secciones de rejilla 113.1a presentan rejillas de Bragg 113.1 _A1, 113.1 _A2, 113.1 _A3 con únicamente una constante de rejilla. Las segundas secciones de rejilla 113.1b resultan de la disposición solapada de dos rejillas de Bragg 113.1 _A1, 113.1_A2, 113.1_A3con respectivamente dos constantes de rejilla diferentes. Las terceras secciones de rejilla 113.1c resultan finalmente de la disposición solapada de tres rejillas de Bragg 113.1 _A1, 113.1_A2, 113.1 _A3 con respectivamente tres diferentes constantes de rejilla.

Otra variante para la posible disposición de las tres rejillas de Bragg 213.1_A1, 213.1 _A2, 213.1 _A3 en la fibra 213 activable por láser se representa en la figura 4c análogamente a como en las variantes anteriores. Concretamente está prevista en este caso una distancia de desplazamiento V de entre 50 % y 100 % de la longitud de rejilla efectiva de las rejillas de Bragg 213.1_Ai entre rejillas de Bragg 213.1_A1, 213.1 _A2, 213.1 _A3 adyacentes. De este modo la rejilla de Bragg 213.1 _A2 está, por ejemplo, dispuesta desplazada con respecto a la rejilla de Bragg 213.1 _A3 a razón del 50 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg 213.1 _Ai hacia la derecha en la fibra 213; la rejilla de Bragg 213.1 _A1 está dispuesta desplazada con respecto a la rejilla de Bragg 213.1 _A2 también a razón de una distancia de desplazamiento V de aproximadamente 50 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg 213.1 _Ai hacia la derecha en la fibra 213. En la rejilla resultante del solapamiento en la fibra 213 resultan de este modo diferentes primeras y segundas secciones de rejilla 213.1a, 213.1b, tal como se ilustra en la parte superior de la figura 4b. A este respecto, debido a la disposición relativa prevista de las rejillas de Bragg individuales 213.1_A1, 213.1_A2, 213.1 _A3, las primeras secciones de rejilla 213.1a presentan rejillas de Bragg 213.1 _A1, 213.1 _A2, 213.1_A3 con respectivamente solo una constante de rejilla. Las segundas secciones de rejilla 213.1b resultan de la disposición solapada de dos rejillas de Bragg 213.1 _A1, 213.1 A2, 213.1 _A3 con respectivamente dos constantes de rejilla diferentes.

Una cuarta variante para la posible disposición de las tres rejillas de Bragg 313.1_A1, 313.1_A2, 313.1_A3 en la fibra 313 activable por láser se representa en la figura 4d por su parte análogamente a como en las variantes anteriores. En este caso ha de ajustarse ahora una distancia de desplazamiento V de 100 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg 213.1 _Ai entre rejillas de Bragg 313.1_A1, 313.1 _A2, 313.1 _A3 adyacentes. De este modo la rejilla de Bragg 313.1 _A2 está, por ejemplo, dispuesta desplazada con respecto a la rejilla de Bragg 313.1 _A3 a razón de una distancia de desplazamiento V de 100 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg 313.1 _Ai hacia la derecha en la fibra 313; la rejilla de Bragg 313.1 _A1 está dispuesta desplazada con respecto a la rejilla de Bragg 313.1 _A2 también a razón del 100 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg 313.1 _Ai hacia la derecha en la fibra 313. En la rejilla resultante del solapamiento en la fibra 313 resultan de este modo únicamente secciones de rejilla 313.1a, tal como se ilustra en la parte superior de la figura 4b. A este respecto, debido a la disposición relativa prevista de las rejillas de Bragg individuales 313.1 _Ai, 313.1_Á2, 313.1 _Á3, todas las secciones de rejilla 313.1a presentan rejillas de Bragg con respectivamente solo una constante de rejilla.

En lo que se refiere a la disposición de la fibra 13 activable por láser en la sujeción de fibra 14 ha de asegurarse en cada una de las variantes explicadas anteriormente que se coloca entre los puntos de fijación 17, 18 aquella zona de la fibra 13, en la cual se encuentran todas las rejillas de Bragg.

Mediante la representación esquemática en la figura 5 se explica a continuación una regulación adecuada para la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 del dispositivo de acuerdo con la invención, con la cual pueden ponerse a disposición por el lado de salida las deseadas tres longitudes de onda Á1, Á2, Á3.

En este sentido se representa de forma ampliada una parte de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 ya mostrada en la figura 2, concretamente el procesamiento de señales entre el elemento de desacoplamiento 20 y los diferentes elementos de ajuste en forma de la fuente de corriente 11.1 de la fuente de luz de bombeo, la unidad de actuador piezoeléctrico 15 y la unidad de atemperado 16.

Tal como ya se ha mencionado arriba, a través del elemento de desacoplamiento 20, por ejemplo, configurado como astilla de fibra con una relación de desacoplamiento de 99:1 o 90:10, se desacopla una parte del haz de rayos emitido por la fibra activable por láser. Tras el desacoplamiento existen en la zona de rayos A, tal como se indica en la figura 5, en primer lugar las tres longitudes de onda reales Á1, Á2, Á3 generadas. La proporción de rayos desacoplada se suministra entonces a un filtro 22, el cual está configurado, por ejemplo, como filtro de interferencia y es permeable únicamente para la longitud de onda teórica Á2. Tras pasar por el filtro 22 queda de este modo en la zona de rayos B ya solo la longitud de onda real Á2 del haz de rayos S emitido, que a continuación se suministra a la celda de absorción 21. La celda de absorción 21 está configurada como celda de acetileno o HCN y tiene una línea de absorción AL indicada en el detalle C en la figura 5.

En el caso de una variación de la longitud de onda Á2 se recorre en cierto modo con una aguja láser LN estrecha la forma de la línea de absorción AL. En caso de aplicarse la señal resultante en el fotodetector 23 postconectado a la longitud de onda, entonces se mide la forma de la línea de absorción. En caso de colocarse ahora en el centro de un flanco de la línea de absorción, entonces una modificación de la longitud de onda conduce a un aumento o a una caída de la señal de partida de la celda de absorción 21 en el fotodetector 23 postconectado.

La radiación que atraviesa la celda de absorción 21 representa de este modo una medida de la diferencia entre la longitud de onda real Á2 y la longitud de onda teórica requerida Á2. La correspondiente señal de regulación óptica se suministra a continuación a un fotodetector 23, el cual transforma la señal de regulación óptica en una señal de regulación eléctrica en forma de una señal de corriente, la cual se suministra a continuación a la unidad de regulación 24. Además de ello se suministra a la unidad de regulación 24 una señal de referencia, la cual se genera a través de una célula fotovoltaica 26, a la cual accede radiación, que se desacopla con la ayuda de un elemento de desacoplamiento 25 de la zona de rayos B. De este modo pueden corregirse oscilaciones de la intensidad de luz en la unidad de regulación 24.

La unidad de regulación 2 comprende, por ejemplo, un regulador PID y genera por el lado de salida la magnitud de ajuste requerida para actuar de forma definida en uno o en varios de los elementos de ajuste previstos y ajustar de este modo las longitudes de onda teóricas Á1, Á2, Á3. Como elementos de ajuste, en los cuales actúa la unidad de regulación 24, están previstas, tal como ya se ha mencionado, la fuente de corriente 11.1 para la fuente de luz de bombeo, la unidad de actuador piezoeléctrico 15, así como la unidad de atemperado 16 en la fuente de luz de longitudes de onda múltiples. A través de la actuación definida en cada uno de estos elementos de ajuste pueden modificarse de forma precisa al mismo tiempo todas las longitudes de onda Á1, Á2, Á3 de la radiación láser emitida por el láser de fibra. Una expansión de un 1 % de la fibra da lugar, por ejemplo, con la ayuda de la unidad de actuador piezoeléctrico 15 a una modificación de las tres longitudes de onda Á1, Á2, Á3 a razón de respectivamente un 1 %, etc. Los diferentes elementos de ajuste se usan a este respecto para regular diferentes constantes de tiempo. De este modo se regulan, por ejemplo, oscilaciones de longitud de onda muy rápidas en el intervalo de más de 10 kHz con la ayuda de la fuente de corriente 11.1 para la fuente de luz de bombeo. Para regular oscilaciones de longitud de onda en el intervalo entre 1 Hz y 10 kHz se usa la unidad de actuador piezoeléctrico 15, para regular oscilaciones de longitud de onda muy lentas, la unidad de atemperado 16.

Del modo esbozado anteriormente puede producirse de este modo una regulación de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples a la longitud de onda teórica deseada Á2. A este respecto se asegura al mismo tiempo debido a la configuración arriba explicada de la fibra activable por láser y la actuación simultánea de los elementos de ajuste sobre todas las rejillas de Bragg, que pueden regularse también a las demás longitudes de onda requeridas Á1, Á3. Es posible de este modo una regulación definida de las tres longitudes de onda Á1, Á2, Á3, funcionando como señal de entrada de la unidad de regulación 24 una señal eléctrica, la cual se deriva de una señal óptica de únicamente una de las tres longitudes de onda Á1, Á2, Á3. Con respecto a una fuente de luz con tres láseres individuales y las tres unidades de regulación requeridas a este respecto, resulta de este modo una regulación claramente simplificada de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples en el dispositivo de acuerdo con la invención.

En relación con la descripción de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples del dispositivo de acuerdo con la invención se remite finalmente a la figura 6, que muestra una vista en sección de la fibra 13 activable por láser en la sujeción de fibra 14 de dos piezas. Pueden verse en esta representación el recubrimiento de fibra 13.3 y el núcleo de fibra 13.4 de la fibra activable por láser, así como elementos de tensión 13.5. A través de los elementos de tensión 13.5, los cuales se funden durante el proceso de fabricación en la fibra 13, se garantiza que la fibra 13 actúe para la luz transmitida a modo de mantenimiento de polarización.

Con la referencia E se indica en la figura 6 además de ello el eje de polarización de la radiación láser emitida por la fibra 13; tal como ya se ha mencionado más arriba, la fuente de luz de longitudes de onda múltiples 10 emite radiación láser con una polarización definida. En el presente ejemplo se usa el llamado eje de polarización E lento.

En lo sucesivo se explica ahora mediante la figura 7 la estructura de una unidad de detección 40, la cual puede usarse en el dispositivo de acuerdo con la invención.

Tal como se muestra en la figura, el haz de rayos de interferencia IF generado a través de la unidad de interferómetro, que consiste tras atravesar la placa A/435 en un campo E polarizado lineal, rotativo, incide sobre la unidad de detección 40. Allí se produce a través de un primer elemento de división 41 y un elemento de polarización

43 postconectado, una división del haz de rayos de interferencia IF en tres haces de rayos de interferencia IF90, IF210, IF330 desplazados en fase entre sí. En este sentido el primer elemento de división 41 está configurado como rejilla de fase de reflexión, que divide el haz de rayos de interferencia IF que incide sobre éste, en primer lugar en tres haces de rayos de interferencia separados espacialmente. El elemento de polarización 43 comprende tres filtros de polarización lineales con direcciones de polarización giradas entre sí a razón de respectivamente 60° y da lugar a que los tres haces de rayos de interferencia separados por el elemento de división 41 se transformen en tres haces de rayos de interferencia IF90, IF210, IF330 desplazados en fase a razón de respectivamente 120°. La división en los tres haces de rayos de interferencia IF90, IF210, IF330 desplazados en fase a través del primer elemento de división 41 y del elemento de polarización 42 se produce perpendicularmente con respecto al plano del dibujo, es decir, en la representación de la figura 7 los tres haces de rayos de interferencia IF90, IF210, IF330 divididos, presentes tras el elemento de polarización 43, no pueden reconocerse individualmente. Los tres haces de rayos de interferencia IF90, IF210, IF330 inciden entonces sobre un segundo elemento de división 42, el cual está configurado también en forma de una rejilla de fase de reflexión. A través del segundo elemento de división 42 resulta una división dependiente de la longitud de onda de los tres haces de rayos de interferencia IF90, IF210, IF330 desplazados en fase, de modo que a continuación, por cada longitud de onda A1, A2, A3 existen respectivamente tres haces de rayos de interferencia parciales desplazados en fase, es decir, en total nueve haces de rayos de interferencia parciales, que no se representan individualmente en la figura 7. Los haces de rayos de interferencia parciales acceden a través de un elemento de desvío 44 y una óptica de reproducción 45 entonces a una matriz de detector 46, la cual comprende en el presente caso nueve elementos de detector electroóptico 46.1 - 46.3, pudiendo reconocerse en la representación de la figura 7 únicamente una parte de los mismos. La óptica de reproducción 45 está configurada en este sentido como lente individual o como matriz de lentes y puede estar configurada alternativamente también combinada con el elemento de desvío 44 en un único componente. Con la ayuda de la matriz de detector 46 o de sus elementos de detector 46.1 - 46-9 se detectan los nueve haces de rayos de interferencia parciales y se transforman en nueve señales de interferencia parciales eléctricas Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, Sa3_90, Sa3_210, Sa3_330, que continúan procesándose entonces en la unidad de procesamiento de señales. En la figura 7 se representan a este respecto de las en total nueve señales de interferencia parciales generadas Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, Sa3_90, Sa3_210, Sa3_330 únicamente las tres señales de interferencia parciales Sa1_90, Sa2_90, Sa3_90.

La unidad de detección 40 puede configurarse alternativamente a la variante de acuerdo con la figura 7 también de modo particularmente compacto en forma de un único componente monolítico de vidrio. En este componente están integrados los diferentes componentes relevantes ópticamente, como en particular los dos elementos de división, el elemento de polarización, la óptica de reproducción, así como dado el caso, elementos de desvío requeridos.

Sería posible además de ello que la unidad de detección 40 comprenda un único elemento de división, que en este caso esté configurado entonces como rejilla bidimensional en forma de una rejilla de cruz. A través de éste se separan en una primera dirección de división a través de una rejilla muy fina, la cual presenta, por ejemplo, un periodo de rejilla inferior a 2 pm, las al menos 3 longitudes de onda. En una segunda dirección de división se dividen entonces con una rejilla gruesa, que presenta, por ejemplo, un periodo de rejilla de más de 10 pm, los al menos 3 haces de rayos de interferencia parciales, antes de que éstos atraviesen entonces los elementos de polarización, para generar de este modo las nueve señales de interferencia parciales Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, S^a3_90, S^a3_210, S^a3_330.

Además de ello, alternativamente a la variante representada de la unidad de detección, podría producirse también una división de longitudes de onda de fibra óptica integrada con la ayuda de denominados demultiplexores WDM. En

este sentido se divide el haz de rayos de interferencia IF en primer lugar a través de una instalación de división adecuada entres haces de rayos de interferencia separados espacialmente. A continuación, los haces de rayos de interferencia atraviesan un elemento de polarización, el cual comprende tres filtros de polarización lineales con direcciones de polarización giradas entre sí a razón de respectivamente 60°. Éstos dan lugar a que los tres haces de rayos de interferencia separados por el elemento de división se transformen en tres haces de rayos de interferencia desplazados en fase a razón de respectivamente 120°. Éstos se acoplan entonces a continuación a través de lentes, por ejemplo, configuradas como matriz de lentes difractiva con dos lentes offset y una lente difractiva normal, en respectivamente una fibra óptica. Esto quiere decir que los tres haces de rayos de interferencia se guían por tres fibras ópticas separadas, las cuales están unidas respectivamente con llamados multiplexores por división en longitudes de onda, que asumen la división en las tres longitudes de onda. De cada multiplexor por división en longitudes de onda salen de este modo tres fibras ópticas, las cuales guían la luz hacia los nueve elementos de detector de la matriz de detector.

Básicamente se produce en la unidad de detección 40 de este modo a través del al menos un elemento de división y el al menos un elemento de polarización, una división dependiente de longitudes de onda del haz de rayos de interferencia IF en al menos tres grupos de haces de rayos de interferencia IF90, IF210, IF330, comprendiendo cada uno de los al menos tres grupos de haces de rayos de interferencia IF90, IF210, IF330 respectivamente al menos tres haces de rayos de interferencia parciales desplazados en fase.

El procesamiento posterior de las señales de interferencia parciales Sa1_9ü, Sa1_21ü, Sa1_33ü, Sa2_9ü, Sa2_21ü, 3a2_33ü, Sa3_9ü, Sa3_21ü, Sa3_33ü y la determinación de una información de posición absoluta en relación con el reflector de medición se produce entonces con la ayuda de la unidad de procesamiento de señales 50, que en la figura 8 se representa esquemáticamente; cuya estructura principal, así como un procedimiento que puede usarse para la evaluación, se explican a continuación.

Antes de la descripción del procedimiento de evaluación se explica también cómo en el presente ejemplo se seleccionan preferentemente las diferentes longitudes de onda A1, A2, A3, que son emitidas por la fuente de luz de longitudes de onda múltiples del dispositivo de acuerdo con la invención.

De este modo se fija en primer lugar una primera longitud de onda A1, que se corresponde con la resolución incremental máxima de la medición de posición. Las dos longitudes de onda adicionales A2, A3 se seleccionan entonces de acuerdo con las dos siguientes condiciones 2a, 2b:

Las magnitudes CAF1 y CAF2 de las dos ecuaciones 2a, 2b se definen en este sentido del siguiente modo:

CAF1 = ^ {Ec. 3a}

Ai

CAF2 = ^ (Ec. 3b)

¿ A,

con:

A1, A2, A3 := longitudes de onda emitidas de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples

Preferentemente se seleccionan las magnitudes CAF1 y CAF2 en el intervalo de entre 10 y 200.

Las magnitudes A1, A2, A3 de las ecuaciones 3a, 3b se denominan en lo sucesivo también como primera longitud de onda sintética A1, segunda longitud de onda sintética A2, y tercera longitud de onda sintética A3, resultando estas magnitudes del siguiente modo:

La tercera longitud de onda sintética A3 resulta de este modo como batido de la primera y segunda longitud de onda sintética A1, A2. En un posible ejemplo de realización se selecciona una primera longitud de onda A1 = 1,560 gm con un periodo de señal SPa1 = 0,78 gm. Con las magnitudes CAF1 = CAF2 = 120 resultan de ello para la primera y la tercera longitud de onda sintética A1, A3 los periodos de señal SPa1 “ 93,6 gm y SPa3 “ 11,232 mm, cumpliéndose en el presente ejemplo de un interferómetro de Michelson con un retroreflector básicamente 2 • SPaí = Ai y 2 • SPa1 = A1, con i = 1..3.

En el proceso de evaluación en la unidad de procesamiento de señales 50 se produce tras una determinación de posición en bruto del reflector de medición móvil la determinación en cascada o por pasos de la distancia absoluta L entre el reflector de medición móvil y los componentes de interferómetro estacionario con la ayuda de la primera longitud de onda A1, así como de la primera y tercera longitud de onda sintética A1 y A3. El correspondiente modo de proceder se explica a continuación a modo de ejemplo.

Las señales de interferencia parciales Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, 3a2_330, Sa3_90, Sa3_210, Sa3_330 se amplifican en la unidad de procesamiento de señales 50 en primer lugar a través de amplificadores 51.1,51.2, 51.3 y se digitalizan mediante convertidores AD 52.1, 52.2, 52.3. Para cada longitud de onda A1, A2, A3 se produce entonces a través de las unidades de cálculo de fase 53.1 - 53.3 el cálculo de un valor de fase Oa1, Oa2, Oa3. A partir de los valores de fase Oa1, Oa2, Oa3 se determinan tras ello con la ayuda de las unidades de cálculo de fases diferenciales 54.1, 54.2, 54.3 las fases diferenciales AO12, AO23 y AO correspondientes a las diferentes longitudes de onda sintéticas A1, A2, A3 del siguiente modo representado.

De este modo se determina para la primera longitud de onda sintética A1 la correspondiente fase diferencial AO12 a través de la unidad de cálculo de fase diferencial 54.1 del siguiente modo:

Para la primera longitud de onda sintética A2 se produce la determinación de la fase diferencial AO23 con la ayuda de la unidad de cálculo de fase diferencial 54.2 de acuerdo con

A partir de las dos fases diferenciales AO12, AO23 determinadas de este modo se determina entonces mediante la unidad de cálculo de fase diferencial 54.3 la fase diferencial AO de la tercera longitud de onda sintética A3 del siguiente modo:

A4* — A4*12 A4>23 (Ec. 5c)

Las dos fases diferenciales AO12, así como AO, determinadas del modo anteriormente descrito, de la primera y tercera longitud de onda sintética A1, A3 se trasladan tras ello, al igual que el valor de fase Oa1 de la longitud de onda A1, a una unidad de determinación de posición 55.

Tal como ya se ha indicado más arriba, está previsto para la determinación de la posición absoluta llevar a cabo en primer lugar una determinación de la posición absoluta en bruto del reflector de medición. Esto puede ocurrir, por ejemplo, a través de una medición de duración entre el reflector de medición y los componentes estacionarios de la unidad de interferómetro. Para una medición de duración de este tipo se emiten impulsos de luz hacia el reflector de medición móvil y se transforman los fotones Stof allí reflejados a través de una célula fotovoltaica 56 en impulsos de corriente. Una unidad de Time-to-Digital-Converter 57 (convertidor de tiempo a digital) postconectada a la célula fotovoltaica 56 permite la determinación exacta de los momentos de los impulsos de corriente y con ello de la duración. En lo que se refiere a la determinación de posición en bruto es suficiente a este respecto una exactitud en el intervalo de algunos mm, lo cual es posible básicamente a través de la medición de duración. La señal de posición en bruto TOF generada de este modo se suministra entonces también a la unidad de determinación de posición 55. En la unidad de determinación de posición 55 se produce basándose en las señales suministradas TOF, AO23, AO y O^aientonces del modo explicado a continuación en forma de cascada la determinación de la distancia absoluta L. En un primer paso se determinan en este sentido a través de la medición de posición en bruto ocurrida y la señal de posición en bruto TOF generada a este respecto, la posición absoluta o la distancia absoluta L^tofdel reflector de medición con una exactitud, la cual es inferior a la mitad del periodo de señal SPa3 de la tercera longitud de onda sintética A3, es decir, en el presente ejemplo con una precisión inferior a 5 mm.

En el siguiente paso se produce entonces recurriendo a la fase diferencial AO de la tercera longitud de onda sintética A3, la determinación de la distancia absoluta La3 del reflector de medición. Esto ocurre con una exactitud, la cual es inferior a la mitad del periodo de señal SPa2 del siguiente periodo de señal SPai más pequeño de la primera longitud de onda sintética Ai, es decir, en el presente ejemplo inferior a 45 pm. La distancia absoluta La3 se determina a este respecto del siguiente modo:

En este sentido se determina la magnitud N usándose el valor determinado en el paso anterior para L^tofde acuerdo con

N - Round(-I2E-) (Ec. 6b)

A través de la función de redondeo Round en la ecuación 6b se redondea a un número entero.

En el siguiente paso se determina entonces con la ayuda de la fase diferencial AO12 de la primera longitud de onda sintética Ai, la distancia absoluta Lai del reflector de medición. Esto se produce ahora con una exactitud, la cual es inferior a la mitad del periodo de señal SP^aide la primera longitud de onda Ai, es decir, en el presente ejemplo inferior a 390 nm. La distancia absoluta L^aise determina a este respecto del siguiente modo:

La magnitud M resulta a este respecto usándose el valor determinado en el paso anterior de acuerdo con la ecuación 6a, para L^a3 de acuerdo con

M =Roundt^-) (Ec. 7b)

" A ]

En el paso final se determina entonces, recurriendo al valor de fase O^aila distancia absoluta L con la mayor precisión disponible, concretamente con la resolución de la primera longitud de onda Ai. La distancia absoluta L resulta a este respecto del siguiente modo:

<t>2

L = - ±- SPXl+n-SPXl (Ec. 8a)

La magnitud n resulta a este respecto usándose el valor determinado en el paso anterior de acuerdo con la ecuación 7a, para Lai de acuerdo con

n = Round y(sp~n) J (Ec. 8b)

La distancia absoluta L determinada de este modo en la unidad de determinación de posición 55 puede trasladarse entonces a la unidad de procesamiento de señales 50 de una electrónica se seguimiento no representada en las figuras para el procesamiento posterior.

Además de los ejemplos de realización descritos en concreto, existen en el marco de la presente invención naturalmente también otras posibilidades de configuración.

De este modo es posible, por ejemplo, generar con la ayuda de la fuente de luz de longitudes de onda múltiples más de tres longitudes de onda diferentes, para aprovechar éstas en un procedimiento interferométrico absoluto adecuado para la determinación de la posición.

En la fuente de luz de longitudes de onda múltiples puede estar previsto también, en lugar de la integración de las rejillas de Bragg en una única fibra activable por láser, disponer varias fibras en paralelo entre sí en la sujeción de fibra e integrar en cada fibra únicamente una rejilla de Bragg.

Alternativamente a la medición de duración explicada más arriba, para la determinación de posición absoluta en bruto, pueden usarse también otros procedimientos de medición, por ejemplo, podrían usarse en el caso del uso del dispositivo de acuerdo con la invención en una máquina herramienta los dispositivos de medición de posición allí presentes para una determinación de posición en bruto.

Además de ello la fibra activable por láser puede estar dopada en lugar de con erbio, también con otras sustancias de dopado, como, por ejemplo, iterbio, tulio o combinado con erbio e iterbio. La fibra activable por láser puede estar configurada además de ello también como fibra sin polarización, así como, como fibra polarizada, que guía solo una polarización.

Es posible naturalmente también generar en lugar de tres señales de interferencia parciales desplazadas en fase a razón de respectivamente 120°, cuatro señales de interferencia parciales desplazadas en fase a razón de respectivamente 90°.

El dispositivo de acuerdo con la invención para la medición de distancia interferométrica puede usarse además del uso mencionado previamente en tareas de medición y/o calibrado, también para la medición de reproducción de superficies. La correspondiente superficie sirve a este respecto como reflector de medición y puede tener también una configuración de dispersión; en el caso de un uso de este tipo el reflector de medición está dispuesto como consecuencia de ello de forma no móvil. Mediante palpado puntual de la superficie o del reflector de medición y la determinación de la distancia absoluta hasta cada punto de la superficie, puede detectarse de este modo la respectiva topografía de superficie.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la medición de distancia interferométrica con

- una fuente de luz de longitudes de onda múltiples (10), que ofrece un haz de rayos (S) con al menos tres longitudes de onda (Á1, Á2, A3) diferentes y que está configurada como láser de fibra, que comprende al menos tres rejillas de Bragg diferentes (13.1_A1, 13.1_A2, 13.1_As; 113.1_A1, 113.1_A2, 113.1_A3; 213.1_A1, 213.1_A2, 213.1 _A3; 313.1_A1, 313.1 _A2, 313.1_A3), cuyas constantes de rejilla (d1, d2, d3) están adaptadas a las longitudes de onda (A1, A2, A3) generadas,

- una unidad de interferómetro (30), la cual divide el haz de rayos (S) en un haz de rayos de medición (M) y un haz de rayos de referencia (R) y comprende un reflector de medición (33), así como un reflector de referencia (34) estacionario, propagándose el haz de rayos de medición (M) en un brazo de medición en dirección del reflector de medición (33) y experimentando allí una reflexión de vuelta y propagándose el haz de rayos de referencia (R) en un brazo de referencia en dirección del reflector de referencia (34) estacionario y experimentando allí una reflexión de vuelta, solapándose los haces de rayos de medición y de referencia (M, R) reflejados de vuelta por el reflector de medición y referencia (33, 34) a modo de interferencia en un haz de rayos de interferencia (IF),

- una unidad de detección (40), a través de la cual se produce una división del haz de rayos de interferencia (IF), de tal modo que por cada longitud de onda (A1, A2, A3) resultan respectivamente varias señales de interferencia parciales desplazadas en fase (Sa1_90, Sa1_210, Sa1_330, Sa2_90, Sa2_210, Sa2_330, Sa3_90, Sa3_210, Sa3_33ü) y

- una unidad de procesamiento de señales (50), la cual está configurada para determinar a partir de las señales de interferencia parciales (Sa1_9ü, Sa1_21ü, Sa1_33ü, Sa2_9ü, Sa2_21ü, Sa2_33ü, Sa3_9ü, Sa3_21ü, Sa3_33ü) de diferentes longitudes de onda (A1, A2, A3) una información de posición absoluta (L) con respecto al reflector de medición (33).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, comprendiendo la fuente de luz de longitudes de onda múltiples (10) al menos los siguientes componentes:

- una fuente de luz de bombeo (11),

- al menos tres rejillas de Bragg (13.1_A1, 13.1_A2, 13.1_A3; 113.1_A1, 113.1_A2, 113.1_A3; 213.1_A1, 213.1_A2, 213.1 _A3; 313.1_A1, 313.1_A2, 313.1 _A3), que están integradas en una o varias fibras activables por láser (13; 113; 213; 313), presentando cada una de las rejillas de Bragg (13.1_A1, 13.1_A2, 13.1 _A3; 113.1 _A1, 113.1_A2, 113.1 _A3; 213.1 A1, 213.1_A2, 213.1_Ag; 313.1_A1, 313.1_A2, 313.1_As) un salto de fase (13.2; 113.2; 213.2; 313.2) del tamaño n,

- una óptica de acoplamiento (12), a través de la cual puede acoplarse la radiación de bombeo emitida por la fuente de luz de bombeo (11) en la al menos una fibra activable por láser (13; 113; 213; 313).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, estando dispuestas las al menos tres rejillas de Bragg (13.1 _A1, 13.1_A2, 13.1 _A3) a lo largo de la dirección de extensión de fibra solapadas por completo en la al menos una fibra activable por láser (13), de modo que los saltos de fase (13.2) de todas las rejillas de Bragg (13.1 _A1, 13.1_A2, 13.1_A3) se encuentran en el mismo punto.

4. Dispositivo según la reivindicación 2, estando dispuestas las al menos tres rejillas de Bragg (113.1_A1, 113.1_A2, 113.1 _A3; 213.1 _A1, 213.1_A2, 213.1 _A3; 313.1_A1, 313.1 _A2, 313.1 _A3) a lo largo de la dirección de extensión de fibra desplazadas entre sí a razón de determinadas distancias de desplazamiento (V), de modo que los saltos de fase (113.2; 213.2; 313.2) de todas las rejillas de Bragg (113.1_A1, 113.1_A2, 113.1_As; 213.1_A1, 213.1_Az, 213.1_Ac; 313.1_A1, 313.1 _A2, 313.1_A3) están desplazados entre sí a lo largo de la dirección de extensión de fibra también a razón de las distancias de desplazamiento (V).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, presentando en el caso de tres rejillas de Bragg y

a) en caso de distancias de desplazamiento (V) de entre 0 % y 50 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg, la fibra activable por láser (113) primeras secciones de rejilla (113.1a) con rejillas de Bragg (113.1 A1, 113.1 _A2, 113.1 A3) con una constante de rejilla (d1, d2, d3), segundas secciones de rejilla (113.1b) con dos rejillas de Bragg (113.1_A1, 113.1 _A2, 113.1 _A3) que se solapan, con diferentes constantes de rejilla (d1, d2, d3), así como terceras secciones de rejilla (113.1c) con tres rejillas de Bragg (113.1_A1, 113.1 _A2, 113.1 _A3) que se solapan, con diferentes constantes de rejilla (d1, d2, d3), o

b) en caso de distancias de desplazamiento (V) de entre 50 % y 100 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg, la fibra activable por láser (213) primeras secciones de rejilla (213.1a) con rejillas de Bragg (213.1 _A1, 213.1 _A2, 213.1_A3) con una constante de rejilla (d1, d2, d3) y segundas secciones de rejilla (213.1b) con dos rejillas de Bragg (213.1_A1, 213.1_A2, 213.1 _A3) que se solapan, con diferentes constantes de rejilla (d1, d2, d3), o

c) en el caso de distancias de desplazamiento de 100 % de la longitud de rejilla efectiva de una rejilla de Bragg, la fibra activable por láser (313) únicamente secciones de rejilla (313.1a) con rejillas de Bragg (313.1_Á1, 313.1_Á2, 313.1_Á3) con una constante de rejilla (d1, d2, d3).

6. Dispositivo según la reivindicación 2, estando configurada la al menos una fibra activable por láser (13; 113; 213; 313) como fibra de vidrio monomodo dopada con erbio, la cual emite radiación láser con una dirección de polarización definida.

7. Dispositivo según la reivindicación 2, estando dispuesta la al menos una fibra activable por láser (13; 113; 213; 313) bajo tracción entre dos puntos de fijación (17, 18) en una sujeción de fibra (14) y estando dispuestas las al menos tres rejillas de Bragg (113.1_Á1, 113.1 _Á2, 113.1 _Á3; 213.1_Á1, 213.1_Á2, 213.1 _Á3; 313.1_Á1, 313.1_Á2, 313.1_Á3) en la zona entre los dos puntos de fijación (17, 18) en la sujeción de fibra (14).

8. Dispositivo según la reivindicación 2, actuando una unidad de regulación (24) a través de uno o varios elementos de ajuste sobre la fuente de luz de longitudes de onda múltiples (10 ) para generar radiación láser con longitudes de onda definidas (Á1, Á2, A3) y funcionando como señal de entrada de la unidad de regulación (24) una señal eléctrica, la cual se deriva de una señal óptica de solo una de las diferentes longitudes de onda (A1, A2, A3).

9. Dispositivo según la reivindicación 8, comprendiendo los elementos de ajuste al menos uno de los siguientes medios:

a) unidad de actuador piezoeléctrico (15) para ejercer una tracción mecánica definida sobre la al menos una fibra activable por láser (13; 113; 213; 313)

b) unidad de atemperado (16) para ajustar una temperatura definida de la al menos una fibra activable por láser (13; 113; 213; 313)

c) fuente de corriente (11.1) para ajustar una corriente de bombeo definida de una fuente de luz de bombeo (11) para la al menos una fibra activable por láser (13; 113; 213; 313).

10. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, estando configurada la fuente de luz de longitudes de onda múltiples (10) de tal manera que ésta emite radiación con una primera longitud de onda (A1) y dos longitudes de onda (A2, A3) adicionales, cumpliéndose para las dos longitudes de onda (A2, A3) adicionales

donde

con:

11. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la unidad de interferómetro (30) una unidad de división de rayos (31), el reflector de medición (33) móvil a lo largo de al menos una dirección de medición (x), el reflector de referencia (34) estacionario, así como una unidad de agrupación de rayos (31) y produciéndose a través de la unidad de división de rayos (31) la división del haz de rayos (S) en un haz de rayos de medición y en uno de rayos de referencia (M, R) y produciéndose a través de la unidad de agrupación de rayos (31) un solapamiento de los haces de rayos de medición y de referencia (M, R) reflejados de vuelta por el reflector de medición y referencia (33, 34) dando lugar al haz de rayos de interferencia (IF).

12. Dispositivo según al menos la reivindicación 11, estando configuradas la unidad de división de rayos (31) y la unidad de agrupación de rayos (31) conjuntamente en un cubo divisor de haz.

13. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la unidad de detección (40) al menos un elemento de división (41, 42), al menos un elemento de polarización (43), así como una matriz de detector (46) postconectada consistente en al menos nueve elementos de detector optoelectrónicos (46.1, ... 46.9) y produciéndose a través del al menos un elemento de división (41,42) y el al menos un elemento de polarización (43) una división dependiente de la longitud de onda del haz de rayos de interferencia (IF) en al menos tres grupos de haces de rayos de interferencia (IF90, IF210, IF330) y comprendiendo cada uno de los al menos tres grupos de haces de rayos de interferencia (IF90, IF210, IF330) respectivamente al menos tres haces de rayos de interferencia parciales desplazados en fase.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, comprendiendo la unidad de detección (40) dos elementos de división (41, 42) y produciéndose a través de un elemento de división (41) una división en varios haces de rayos de interferencia (IF90, IF210, IF330) desplazados en fase y produciéndose a través del otro elemento de división (42) una división dependiente de la longitud de onda en varios haces de rayos de interferencia parciales.

15. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, estando configurada la unidad de procesamiento de señales (50) para

- determinar a partir de las señales de interferencia parciales eléctricas desplazadas en fase (Sa1_9ü, Sa1_21ü, 3a1_33ü, Sa2_9ü, Sa2_21ü, Sa2_33ü, Sa3_9ü, Sa3_21ü, Sa3_33ü) de las diferentes longitudes de onda (A1, A2, de fase (Oa1, Oa2, Oa3) por longitud de onda (A1, A2, A3),

- formar a partir de los valores de fase (Oa1, Oa2, Oa3) varias fases diferenciales (AO12, AO23 y AO), las cuales están asignadas respectivamente a diferentes longitudes de onda sintéticas (A1, A2, A3),

- determinar a partir de una señal de posición en bruto (TOF) obtenida a través de una medición de posición en bruto adicional, así como de las fases diferenciales (AO12, AO23 y AO), una información de posición absoluta (L) de alta resolución con respecto al reflector de medición (33).