FI89307C - Interferometrisk maetanordning med gemensam optisk bana - Google Patents
Interferometrisk maetanordning med gemensam optisk bana Download PDFInfo
- Publication number
- FI89307C FI89307C FI871929A FI871929A FI89307C FI 89307 C FI89307 C FI 89307C FI 871929 A FI871929 A FI 871929A FI 871929 A FI871929 A FI 871929A FI 89307 C FI89307 C FI 89307C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- optical
- beams
- unit
- common
- optical path
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 100
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 18
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 17
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02062—Active error reduction, i.e. varying with time
- G01B9/02064—Active error reduction, i.e. varying with time by particular adjustment of coherence gate, i.e. adjusting position of zero path difference in low coherence interferometry
- G01B9/02065—Active error reduction, i.e. varying with time by particular adjustment of coherence gate, i.e. adjusting position of zero path difference in low coherence interferometry using a second interferometer before or after measuring interferometer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02056—Passive reduction of errors
- G01B9/02057—Passive reduction of errors by using common path configuration, i.e. reference and object path almost entirely overlapping
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/0209—Low-coherence interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
- G01J2009/0226—Fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
ϋ 9 307
Yhteisen optisen radan omaava interferometrinen mittalaite Interferometrisk mätanordning med gemensam optisk bana 5
Keksinnön kohde
Esillä olevan keksinnön kohteena ovat interferometriset mittauslaitteet ja tarkemmin sanottuna optiset mittalaitteet, joilla on interferometrit 10 yhteisine optisine ratoineen.
Keksinnön taustaa
Optisten kuitujen esilletulon myötä on kehitetty lukuisia interfero-15 metrisiä kuituoptisia mittauslaitteita. Näitä laitteita voidaan laajalti soveltaa mekaanisten komponenttien värinän ja dynaamisen vääristymisen mittaukseen. Lisäksi kuituoptiikkainterferometrit soveltuvat erityisesti metrologiaan niiden monipuolisuuden ja mukana olevien komponenttien koon vuoksi.
20
Aikaisemman tekniikan tason mukaisiin kuituoptiikkainterferometreihin kuuluvat myös ne, joita luonnehditaan muunnelluiksi Mach-Zehnder- tai Twyman-Green-interferometreiksi. Yksinkertaisimmassa muodossaan nämä interferometrit käyttävät koherentista lähteestä tulevaa valoa, joka on :V: 25 jaettu kahteen optiseen säteeseen. Ensimmäistä sädettä käytetään ver- . tailevana, ja se traversoi kiinteäpituuksista optista rataa. Toista sädettä ohjataan pitkin optista rataa, jonka pituutta muuttaa mitattava - ulkoinen työkappale. Säteet yhdistetään myöhemmin tuottamaan interfe- renssimalli, joka ilmaisee mekaanisen elementin värinän tai dynaamisen 30 vääristymisen,
Myös optiset apuvärähtelijäinterferometrit ovat alalla hyvin tunnettuja. Nämä laitteet ovat luonteeltaan samanlaisia kuin Mach-Zehnderin ja Twyman-Greenin perusinterferometrit, mutta muunnettuja siten, että ne 35 sisältävät optisen modulaattorin, joka vaihtaa vertailu- ja/tai mit-taussäteen optista taajuutta. Samoin kuin Mach-Zehnderin tai Twyman-Greenin perusinterferometreissä, mittaussäteen optisen radan pituutta muuttaa värähtelevä ulkoinen elementti. Molemmat säteet yhdistetään 2 09307 myöhemmin uudelleen, jolloin saadaan taajuusmoduloitu säde, jonka kantoaallon taajuus on sama kuin optisen modulaattorin taajuus ja poikkeamat mekaanisen elementin värinän tai dynaamisen vääristymisen aiheuttamasta kantoaallosta. Mekaanisen elementin liikkeestä johtuva kom-5 ponentti erotetaan tavanomaisilla taajuuden moduloinnin demodulaa-tiotekniikoilla.
Aikaisemman tekniikan tason mukaisissa kuituoptiikkamittausjärjestel-missä sekä vertailu- että mittaussäteet ohjataan pitkin optisia ratoja, 10 jotka sisältävät erillisiä optisia kuituja. Tämä konfiguraatio takaa, että todella paikallaan pysyvää vertailuaaltorintamaa käytetään vertailuun työkappaleesta palaavan, tuntemattoman Doppler-vaihteisen aalto-rintaman kanssa. Optiset kuidut toimivat kuitenkin mikrofoneina poimien ympäristön ääniä. Ympäristön melusignaali koostuu ei-toivotuista Dopp-15 lerin vaihdoksista, jotka johtuvat ympäristön värinöistä ja lievistä muutoksista mittaus- tai vertailusädettä kantavan optisen kuidun valon-taitekertoimessa, ja se lisätään työkappaleesta mitattuun värinäsignaa-liin, mikä johtaa sen värinätaajuuden ja amplitudiperustan vääristymiseen ja on tehokkaasti sulkenut pois tavanomaisten kuituoptiikka- tai 20 apuvärähtelijäinterferometrien käytön tyypillisistä valmistusympäris -töistä.
Keksinnön kuvaus 25 Esillä olevan keksinnön kohteena on yhteisen optisen radan omaava interferometrinen mittalaite työkappaleen pinnan liikkeen mittaamiseksi.
Tämän keksinnön mukaisesti yhteisen optisen radan omaava interferomet-30 rinen mittalaite on tunnettu siitä, että se käsittää: - optisen lähdeyksikön luomaan optisen säteen, jolla on koherentti pituus; - optisen laitteen optisen säteen jakamiseksi ensimmäisiin ja toisiin 35 säteisiin ja antamaan niille modulaatio, jolloin ensimmäiset ja toiset säteet ohjataan pitkiii ensimmäisiä ja toisia optisia ratoja tässä jär- 3 S 9 3 C 7 jestyksessä, joiden pituusero valitaan suuremmaksi kuin koherentti pituus; - yhteisen optisen radan omaavan yksikön, joka vastaa ensimmäisiin ja toisiin säteisiin muodostaen niistä yhdistetyn säteen, ohjaten siihen 5 yhdistetyn säteen ja jakaen yhdistetyn säteen vertailu- ja mittaussä-teiksi kummankin käsittäessä ensimmäisen ja toisen säteen komponentit, jotka tässä järjestyksessä ohjataan pitkin optista mittausrataa mukaanlukien työkappaleen pinnan ja pitkin optista vertailurataa; optisten mittaus- ja vertailuratojen välinen pituusero valitaan suunnilleen 10 samaksi kuin ensimmäisten ja toisten optisten ratojen välinen pituusero siten, että niiden välinen koherenssi palautuu, ja yhteisen radan omaava yksikkö yhdistää vertailu- ja mittaussäteet muodostaen interferens-sisäteen; - detektoriyksikön vastaanottamaan interferenssisäteen ja antamaan sitä 15 vastaavan sähkösignaalin; ja - signaaliprosessoriyksikön vastaanottamaan ja demoduloimaan sähkösignaalin määrittääkseen siitä komponentin, joka indikoi työkappaleen pinnan liikkeen.
20 Lyhyt kuvaus piirustuksista
Kuvio 1 on lohkokaavio yhteisen radan omaavasta interferometrisestä mittalaitteesta esillä olevan keksinnön mukaisesti; ja 25 Kuvio 2 on kuvion 1 mukainen vaihtoehtoinen suoritusmuoto yhteisen radan omaavasta interferometrisestä mittalaitteesta.
Keksinnön paras suoritustapa 30 Kuviossa 1 on esitetty yksinkertaistetussa lohkokaaviossa tämän keksinnön mukainen yhteisen radan omaava interferometrinen mittalaite. Tämä yhteisen radan omaava laserinterferometri sisältää osittain koherentis-ta valosta olevan optisen lähteen 12, kuten esimerkiksi tavanomaisen laserdiodin. Optinen lähde kehittää optisen säteen 14 linssiin 16, joka 35 fokusoi valon sädejakajan 18 tulokuituun, joka jakaja edustaa kuituop-tlikkasädejakajaa parhaassa suoritusmuodossa, mutta alan asiantuntijat 4 69307 huomaavat, että vastaavia erillisiä sädejakajia voidaan käyttää tilalla. Parhaassa suoritusmuodossa laserdiodi käsittää Sharp LT023MC:n, joka lähettää valoa 780 nanometrin aaltopituudella.
5 Kuituoptiikkasädejakaja jakaa optisen säteen ensimmäisiin ja toisiin säteisiin, jotka ohjataan pitkin ensimmäisiä ja toisia optisia ratoja tässä järjestyksessä. Ensimmäinen optinen rata 20 sisältää kuituoptiik-kaosan 22, kollimointilinssin 24 ja akustisoptisen modulaattorin 26. Modulaattori on alalla tunnettua tyyppiä ja parhaassa suoritusmuodossa 10 käsittää Bragin kennon, kuten esimerkiksi Hoya A-100-tyyppisen modulaattorin, joka alentaa ensimmäisen säteen optista taajuutta noin 75 MHz. Vaihtotaajuuksinen ensimmäinen säde saatetaan linssiin 28, joka fokusoi säteen kuituoptiikkaosaan 32. Linssi 28 samoin kuin yllä mainitut linssit voivat olla mitä tahansa alalla tunnettua tyyppiä ja par-15 haassa suoritusmuodossa käsittävät mikroskooppiobjektiivit. Optiikka-kuituosa 32 edustaa tyypillisiä kuituoptiikkaosia, joita käytetään tämän keksinnön mukaisissa interferometrisissä mittalaitteissa, ja käsittää Corningin lasi-vasten-lasia-tyyppisen kuidun, jonka sisäläpi-mitta on noin 5-9 mikronia, ja sillä on astetaitekerroin sekä numeeri-20 nen aukko 0,1, vaikka alan asiantuntijat havaitsevat, että vastaava moni- tai yksimuotoinen kuitu voidaan valita tilalle.
Toinen säde 34 lähtee säteenjakajasta ja sen vastaanottaa akustisopti-nen modulaattori 36, joka on samanlainen kuin yllä kuvattu akustisopti-25 nen modulaattori 26, traversoituaan kuituoptiikkaosan 38 ja linssin 40. Parhaassa suoritusmuodossa modulaattori 36 nostaa optista taajuutta noin 85 MHz. Alan asiantuntijat huomaavat, että tämän keksinnön mukainen yhteisen radan omaava interferometrinen mittalaite voidaan varustaa ainoastaan yhdellä modulaattorilla, joka sijaitsee joko ensimmäisellä 30 tai toisella optisella radalla. Kuten tämän jälkeen on yksityiskohtaisesti selitetty, lisämodulaattori on lisätty vähentämään kantoaalto-signaalin läpisyöttöä optisten signaalien demoduloinnin aikana.
Vaihtotaajuuksinen toinen säde lähtee linssistä 42 ja fokusoituu opti-35 seen kuituosaan 44. Alan asiantuntijat huomaavat, että vaikka optisia kuituja on käytetty ohjaamaan ensimmäisiä ja toisia optisia säteitä, 5 b 9 3 C 7 vastaavia optisia yksiköitä voidaan käyttää tilalla vastaavilla optisilla radoilla.
Osittain koherenttia optista lähdettä voidaan luonnehtia koherentilla 5 pituudella, joka on määritetty olemaan optisen radan pituusero, johon samasta lähteestä lähtevät optiset säteet interferoituvat. Jos säteiden traversoimat optisten ratojen pituudet eroavat toisistaan määrällä, joka ylittää koherentin pituuden, säteiden sanotaan olevan epäkoherent-teja. Tämän keksinnön mukaisessa yhteisen radan omaavassa interfero-10 metrisessä mittalaitteessa ensimmäisten ja toisten säteiden optisten ratojen pituuksien välinen ero valitaan siten, että se on suurempi kuin optisen lähteen koherentti pituus, jotta näistä kahdesta säteestä tulisi epäkoherentteja. Parhaassa suoritusmuodossa ensimmäinen säde tra-versoi pitempää optista rataa kuin toinen säde, ja tämä ilmaistaan seu-15 raavasti:
Li - La > le jossa on vertailusäteen optisen radan pituus ja 1^ on mittaussäteen 20 optisen radan pituus sekä le on optisen lähteen koherentti pituus.
Molemmat säteet järjestetään kaksisuuntaiseen optiseen kytkijään 45, joka on alalla tunnettua tyyppiä, esimerkiksi ITT T-7270. Siihen yhdistetyt säteet ohjataan yhteiselle optiselle radalle, joka parhaassa suo-' - 25 ritusmuodossa käsittää yhteisen optisen kuituosan 46. Koska vertailu ja mittaussäteiden optisten ratojen välinen ero ylittää optisen lähteen : : : koherentin pituuden, interferenssiä ei voi esiintyä säteiden välillä, jotka etenevät yhteisessä optisessa kuituosassa. Yksittäisten säteiden identiteetti ei häviä, kun yhdistyneen säteen valittujen osien välinen 30 koherenssi pysytetään riittävästi entisellään.
Osa yhdistetystä signaalista heijastuu sisäisesti yhteisen optisen kuituosan päätypinnasta 48. Tämä heijastunut osuus käsittää vertailusäteen ja sisältää voimaa ensimmäisistä että toisista säteistä. Heijastuminen ____ 35 voidaan saada aikaan alalla tunnetuilla tekniikoilla ja voi sisältää yhteisten optisten pintakerrosten käytön tai ainoastaan Fresnelin hei- 6 G 9 3 O 7 jastuman päätypInnasta. Kuvio 3 havainnollistaa yhteisen optisen kuitu-osan osaa 50 ja päätypintaa 48, jossa on sen päälle muodostettu optinen pintakerros 52.
5 Yhdistetyn säteen jäljellä oleva voima käsittää mittaussäteen 54 ja sisältää sekä ensimmäisten että toisten säteiden jäljellä olevan voiman. Mittaussäde lähtee yhteisestä optisesta kuituosasta ja ohjataan tavanomaiseen kollimointilinssiin 56 ja myöhemmin fokusointilinssiin 58, jossa se fokusoidaan liikkuvalle työkappaleen pinnalle 60. On huomatta-10 va, että joissakin konfiguraatioissa yksittäistä linssiä voidaan käyttää valon kokoamiseen ja fokusoimiseen. Heijastunut valo työkappaleen pinnasta traversoi takaisin linssien 58 ja 56 kautta ja palaa yhteiseen optiseen kuituosaan.
15 Mittaussäteen traversoiman optisen radan pituus valitaan siten, että sen ensimmäisen säteen osuudella on optisen radan kokonaispituus, joka on suunnilleen sama kuin toisen säteen optisen radan kokonaispituus laserdiodin koherenssipituus mukaanlukien. Tullessaan takaisin yhteiseen optiseen kuituosaan vertailusäteen toisen säteen osuus, joka on 20 heijastunut päätypinnalla, ja mittaussäteen ensimmäinen komponentti interferoituvat, koska ne ovat jälleen koherentteja.
Niiden välille muodostunut interferenssisäde etenee takaisin optiseen kytkijään, jossa osa siitä jakaantuu ja ohjautuu linjoilla 62 detekto-25 riin 64, joka on alalla tunnettua tyyppiä, kuten esimerkiksi tavanomainen piivalodiodi. Detektori antaa sähkösignaalin, joka on vastaava kuin interferenssisäde linjoilla 66, signaaliprosessoriin 68. Alan asiantuntijat huomaavat, että muita vastaavia detektoreja voidaan käyttää tilalla, jotka voivat sisältää tavanomaisia lisäesivahvistus- tai suoda-30 tuslaitteita.
Signaaliprosessori voi demoduloida joko modulaattorien antamien taajuuksien summalla tai erolla. Parhaassa suoritusmuodossa signaaliprosessori käsittää suotimen, jonka päästökaista sisältää 160 MHz ero-35 taajuuden ja tavanomaisen radiotaajuussekoittimen, joka alentaa detek-tioslgnaalin 100 MHz taajuusmoduloituun taajuuskaistaan. Signaali- 7 S 9 307 prosessori käsittää myös tavanomaisen FM-vastaanottimen. FM-vastaanotin antaa signaaleja, jotka indikoivat työkappaleen pinnan liikkeen. Alan asiantuntijat havaitsevat, että demodulointi erotaajuudella edellyttää ‘ sopivia muutoksia parhaassa suoritusmuodossa kuvattuun signaaliproses- 5 soriin. Alan asiantuntijat havaitsevat edelleen, että muita vastaavia signaaliprosessoriyksiköitä, sekä analogisia että digitaalisia, voidaan käyttää tilalla.
Kuvio 2 esittää vaihtoehtoista suoritusmuotoa 70 kuvion 1 mukaisesta, 10 yhteisen radan omaavasta interferometrisestä mittalaitteesta havainnollistaen tiettyjen erilaisten optisten komponenttien käyttöä ja joka samaten sisältää valolähteen 72, joka antaa osittain koherentin säteen 74 ensimmäiselle säteenjakajalle 76. Tämä tuottaa ensimmäiset ja toiset säteet 78 ja 80, jotka annetaan akustisoptisille modulaattoreille 82 ja 15 84. Linssit 86 ja 88 fokusoivat molemmat säteet optisiin kuituosiin 90 ja 92. Kuten kuvion 1 yhteisen radan omaavassa interferometrisessä mittalaitteessa kunkin säteen traversoima optisen radan pituus valitaan siten, että niiden välinen ero ylittää koherentin valolähteen koherentin pituuden. Säteet yhdistetään säteenkytkijässä 94. Yhdistetyn säteen 20 ensimmäisen ja toisen säteen komponentit eivät interferoi edetessään pitkin yhteistä optista rataa kuten esimerkiksi yhteistä optista kui-tuosaa 96 edellä esitettyjen syiden perusteella kuvioon 1 viitaten.
Komponenttien ja rakenteiden lisäksi, jotka ovat identtisiä ylläkuva-25 tun, yhteisen radan omaavan interferometrin kanssa kuvion 1 mukaan, kuvion 2 vaihtoehtoinen, yhteisen radan omaava interferometrinen mittalaite käsittää toisen säteenjakajan 98 tai vastaavan kuituoptiikkakyt-kijän, joka vastaanottaa yhdistetyn säteen linssin 100 kollimoinnin jälkeen sen lähtiessä yhteisen radan omaavasta optisesta kuituosasta.
30 Toinen säteenjakaja tuottaa vertailusäteen 102, joka käsittää osan sekä ensimmäisistä että toisista säteistä ja heijastuu peilistä 104. Yhteisen säteen jäännös käsittää mittaussäteen 106, jonka linssi fokusoi työkappaleen 110 pinnalle ja siitä takaisin.
35 Sekä mittaus- että vertailusäde sisältävät valoa ensimmäisistä ja toisista säteistä, jotka on aikaisemmin tehty epäkoherenteiksi säätämällä e o9307 optisen radan pituusero suuremmaksi kuin osittain koherentin lähteen koherentti pituus. Vertailusäteen toisen säteen osuuden ja mittaussä-teen ensimmäisen säteen osuuden välinen optinen koherenssi voidaan palauttaa säätämällä niiden välinen optisten ratojen pituusero pienem-5 mäksi kuin osittain koherentin lähteen koherentti pituus.
Interferenssisäde 112 tuotetaan toisessa säteenjakajassa koherenteiksi tehtyjen säteiden osuudella ja kollimoidaan linssillä 114 sekä ohjataan optiseen ohjausyksikköön, kuten esimerkiksi kuituoptiikkaosaan 116 ja 10 lopuksi detektoriin 118, joka luo interferenssisädettä vastaavan sähkö-signaalin. Signaali ohjataan linjoilla 120 signaaliprosessoriin 122, joka on identtinen kuviossa 1 esitetyn signaaliprosessorin kanssa. FM-vastaanotinkomponentti tuottaa signaalin, joka indikoi työkappaleen pinnan liikkeen.
15
Alan asiantuntijat huomaavat, että tämän keksinnön mukainen optinen interferometrinen mittalaite on symmetrinen detektorin ja optisen lähteen sijoittelussa. Kuvioiden 1 ja 2 suoritusmuodoissa detektori ja optinen lähde voidaan vaihtaa keskenään vaikuttamatta kummankaan inter-20 ferometrisen mittalaitteen suorituskykyyn.
Käyttämällä yhteistä optista rataa vertailu- ja mittaussäteille ympäristön melulähteiden aiheuttamat vähäiset muutokset kertoimessa vaikuttavat molempiin säteisiin yhtä paljon eliminoiden näin mikroskooppisen 25 poiminnan ongelman. Johtuen tavasta, jolla säteitä viivytetään, paikallaan pysyvä vertailuaaltorintama, suhteessa kohteesta palaavaan aalto-rintamaan, luodaan joka tapauksessa, mikä takaa värisevän työkappaleen tuottaman Dopplerin vaihdoksen tarkan mittaamisen.
30 Vaikka keksintö on esitetty ja sitä on kuvattu parhaaseen suoritusmuotoon viitaten, alan asiantuntijoiden tulisi samaten ymmärtää, että siihen voidaan tehdä lukuisia muita muutoksia, poisjättöjä ja lisäyksiä poikkeamatta silti keksinnön hengestä ja laajuudesta.
. 35
Claims (6)
1. Yhteisen optisen radan omaava interferometrinen mittalaite työkappa-' leen pinnan (60) liikkeen mittaamiseksi, tunnettu siitä, että 5 se käsittää: - optisen lähdeyksikön (12) luomaan optisen säteen, jolla on koherentti pituus; - optisen laitteen (18,26,36;76,84,82) optisen säteen jakamiseksi ensimmäisiin (22) ja toisiin (38) säteisiin ja antamaan niille modulaa- 10 tio, jolloin ensimmäiset (22) ja toiset (38) säteet ohjataan pitkin ensimmäisiä (20) ja toisia (34) optisia ratoja tässä järjestyksessä, joiden pituusero valitaan suuremmaksi kuin koherentti pituus; - yhteisen optisen radan omaavan yksikön (45,46,48;94,96,98), joka vastaa ensimmäisiin (22) ja toisiin (38) säteisiin muodostaen niistä 15 yhdistetyn säteen, ohjaten siihen yhdistetyn säteen ja jakaen yhdistetyn säteen vertailu- ja mittaussäteiksi kummankin käsittäessä ensimmäisen ja toisen säteen komponentit, jotka tässä järjestyksessä ohjataan pitkin optista mittausrataa mukaanlukien työkappaleen pinnan ja pitkin optista vertailurataa; optisten mittaus- ja vertailuratojen välinen 20 pituusero valitaan suunnilleen samaksi kuin ensimmäisten (20) ja toisten (34) optisten ratojen välinen pituusero siten, että niiden välinen . . koherenssi palautuu, ja yhteisen radan omaava yksikkö yhdistää vertai lu- ja mittaussäteet muodostaen interferenssisäteen; - detektoriyksikön (64;118) vastaanottamaan interferenssisäteen ja 25 antamaan sitä vastaavan sähkösignaalin; ja - signaaliprosessoriyksikön (68) vastaanottamaan ja demoduloimaan sähkösignaalin määrittääkseen siitä komponentin, joka indikoi työkappaleen pinnan (60) liikkeen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen, yhteisen optisen radan omaava inter ferometrinen mittalaite, tunnettu siitä, että yhteisen optisen radan omaava yksikkö (45,46,48) edelleen käsittää kaksisuuntaisen kyt-kijäyksikön (45) muodostamaan yhdistetyn säteen, optisen kuituyksikön (46) ohjaamaan yhdistettyjä säteitä, jolla yksiköllä on päätypinta (48) 35 yhdistettyjen säteiden jakamiseksi päätypinnalla (48), ja kaksisuuntai- 10 Γ> 9 3 C 7 sen kytkijäyksikön (45) ohjatessa interferenssisäteen edelleen detekto-riyksikköön (64).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen yhteisen optisen radan omaava inter -5 ferometrinen mittalaite, tunnettu siitä, että päätypinnalla (48) on sen päälle muodostettu heijastava optinen päällyste.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhteisen optisen radan omaava inter-ferometrinen mittalaite, tunnettu siitä, että optinen modu- 10 laattoriyksikkö (26,36) käsittää akustisoptisen modulaattorin.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhteisen optisen radan omaava inter-ferometrinen mittalaite, tunnettu siitä, että optinen lähdeyk-sikkö (12) käsittää laserdiodin. 15
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhteisen optisen radan omaava inter-ferometrinen mittalaite, tunnettu siitä, että yhteisen radan omaava yksikkö (94,96,98) edelleen käsittää yhdistetyn säteen muodostavan optisen kytkijäyksikön (94), optisen kuituyksikön (96) ohjaamaan 20 siihen yhdistetyn säteen sekä säteenjakajayksikön (98) jakamaan yhdistetyn säteen ja ohjaamaan sanotun interferenssisäteen detektoriyksik-köön (118). η ϋ 9 3 G 7
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/772,106 US4627731A (en) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | Common optical path interferometric gauge |
| US77210685 | 1985-09-03 | ||
| PCT/US1986/001798 WO1987001438A1 (en) | 1985-09-03 | 1986-09-02 | A common optical path interferometric gauge |
| US8601798 | 1986-09-02 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI871929A0 FI871929A0 (fi) | 1987-04-30 |
| FI871929A FI871929A (fi) | 1987-04-30 |
| FI89307B FI89307B (fi) | 1993-05-31 |
| FI89307C true FI89307C (fi) | 1993-09-10 |
Family
ID=25093939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI871929A FI89307C (fi) | 1985-09-03 | 1987-04-30 | Interferometrisk maetanordning med gemensam optisk bana |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4627731A (fi) |
| EP (1) | EP0241512B1 (fi) |
| JP (1) | JPH0652164B2 (fi) |
| AT (1) | ATE74425T1 (fi) |
| DE (1) | DE3684703D1 (fi) |
| FI (1) | FI89307C (fi) |
| WO (1) | WO1987001438A1 (fi) |
Families Citing this family (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4714346A (en) * | 1986-09-22 | 1987-12-22 | Gte Laboratories Incorporated | Frequency chirped interferometric displacement sensors and mechanical translation tips therefor |
| FR2613065B1 (fr) * | 1987-03-24 | 1991-07-26 | Electricite De France | Interferometre de michelson a fibres optiques et son application notamment a la mesure des temperatures |
| US4784489A (en) * | 1987-04-29 | 1988-11-15 | Hewlett-Packard Company | Fiber-optic based remote receiver for laser interferometer systems |
| US4902888A (en) * | 1987-12-15 | 1990-02-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical fiber sensor |
| US4892406A (en) * | 1988-01-11 | 1990-01-09 | United Technologies Corporation | Method of and arrangement for measuring vibrations |
| US4969736A (en) * | 1988-06-17 | 1990-11-13 | Slotwinski Anthony R | Integrated fiber optic coupled proximity sensor for robotic end effectors and tools |
| FR2634080B1 (fr) * | 1988-07-08 | 1991-04-19 | Thomson Csf | Dispositif de lecture par coherence de capteur optique |
| US4940328A (en) * | 1988-11-04 | 1990-07-10 | Georgia Tech Research Corporation | Optical sensing apparatus and method |
| DE3841742A1 (de) * | 1988-12-10 | 1990-06-13 | Hueser Teuchert Dorothee | Koordinatenmesstaster mit absolutinterferometrischem beruehrungslosem messprinzip |
| US4938596A (en) * | 1989-01-05 | 1990-07-03 | The University Of Rochester | Phase conjugate, common path interferometer |
| AT396179B (de) * | 1989-06-07 | 1993-06-25 | Tabarelli Werner | Interferometeranordnung |
| GB8926574D0 (en) * | 1989-11-24 | 1990-01-17 | Renishaw Plc | Laser interferometer |
| AT397307B (de) * | 1990-03-02 | 1994-03-25 | Tabarelli Werner | Interferometer insbesondere zur längenmessung |
| CA2013406C (en) * | 1990-03-29 | 1998-06-16 | Rene Heon | Optical detection of a surface motion of an object |
| WO1992004594A1 (en) * | 1990-08-31 | 1992-03-19 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Interference microscope |
| IT1244170B (it) * | 1990-12-04 | 1994-07-08 | Cise Spa | Apparecchiatura laser per la misura della velocita' di un fluido. |
| US5159408A (en) * | 1991-03-27 | 1992-10-27 | Hughes Danbury Optical Systems, Inc. | Optical thickness profiler using synthetic wavelengths |
| US5153669A (en) * | 1991-03-27 | 1992-10-06 | Hughes Danbury Optical Systems, Inc. | Three wavelength optical measurement apparatus and method |
| US5381229A (en) * | 1991-03-29 | 1995-01-10 | Center For Innovative Technology | Sapphire optical fiber interferometer |
| DE69227902T3 (de) * | 1991-04-29 | 2010-04-22 | Massachusetts Institute Of Technology, Cambridge | Vorrichtung für optische abbildung und messung |
| US5402230A (en) * | 1991-12-16 | 1995-03-28 | Tsinghua University | Heterodyne interferometric optical fiber displacement sensor for measuring displacement of an object |
| CA2133556A1 (en) * | 1992-04-03 | 1993-10-14 | Steven James Friskin | Improvements to optical phase shifting |
| US5323229A (en) * | 1992-08-31 | 1994-06-21 | Science Applications International Corporation | Measurement system using optical coherence shifting interferometry |
| FR2699270A1 (fr) * | 1992-12-10 | 1994-06-17 | Merlin Gerin | Capteur optique intégré pour la détection de la variation de chemin optique d'un faisceau lumineux. |
| JP3234353B2 (ja) * | 1993-06-15 | 2001-12-04 | 富士写真フイルム株式会社 | 断層情報読取装置 |
| BE1007876A4 (nl) * | 1993-12-17 | 1995-11-07 | Philips Electronics Nv | Stralingsbron-eenheid voor het opwekken van een bundel met twee polarisatierichtingen en twee frequenties. |
| US5600440A (en) * | 1995-07-05 | 1997-02-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Liquid crystal interferometer |
| US6552803B1 (en) | 1998-02-24 | 2003-04-22 | Kla-Tencor Corporation | Detection of film thickness through induced acoustic pulse-echos |
| DE19819762A1 (de) * | 1998-05-04 | 1999-11-25 | Bosch Gmbh Robert | Interferometrische Meßeinrichtung |
| US6369888B1 (en) | 1999-11-17 | 2002-04-09 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for article inspection including speckle reduction |
| JP4478302B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2010-06-09 | キヤノン株式会社 | 干渉装置及びそれを搭載した半導体露光装置 |
| DE10057540A1 (de) † | 2000-11-20 | 2002-06-06 | Bosch Gmbh Robert | Interferometrische Messvorrichtung |
| US6985219B2 (en) * | 2000-12-21 | 2006-01-10 | Credence Systems Corporation | Optical coupling for testing integrated circuits |
| US6873419B2 (en) * | 2001-11-16 | 2005-03-29 | National Research Council Of Canada | Method and apparatus for three-dimensional compositional mapping of heterogeneous materials |
| DE10246798B3 (de) * | 2002-10-08 | 2004-06-09 | Robert Bosch Gmbh | Interferometrische Messeinrichtung |
| DE10351319B4 (de) * | 2003-10-31 | 2005-10-20 | Med Laserzentrum Luebeck Gmbh | Interferometer für die optische Kohärenztomographie |
| DE10360078A1 (de) * | 2003-12-20 | 2005-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Optische Messvorrichtung |
| US7502121B1 (en) * | 2004-11-24 | 2009-03-10 | Ahbee 1, L.P. | Temperature insensitive low coherence based optical metrology for nondestructive characterization of physical characteristics of materials |
| US7319514B2 (en) * | 2004-12-23 | 2008-01-15 | Baker Hughes Incorporated | Optical inclination sensor |
| DE102005009482B3 (de) * | 2005-02-23 | 2006-06-14 | V&M Deutschland Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Fertigungsprozesses zur Herstellung von warmgefertigten Rohren aus Stahl |
| WO2006102058A2 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Apparatus and method for frequency-domain optical coherence tomography |
| EP1866616B1 (en) | 2005-04-05 | 2013-01-16 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Optical image processing using minimum phase functions |
| US7379191B2 (en) * | 2005-05-20 | 2008-05-27 | The Boeing Company | Optical MEMS wavefront diagnostic transceivers and receiver |
| DE102007018817A1 (de) * | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Druckmessung |
| DE102007022217A1 (de) * | 2007-05-11 | 2008-11-13 | Robert Bosch Gmbh | Interferometrische Messeinrichtung |
| EP2037214A1 (de) * | 2007-09-14 | 2009-03-18 | Leica Geosystems AG | Verfahren und Messgerät zum vermessen von Oberflächen |
| JP5752040B2 (ja) * | 2008-09-11 | 2015-07-22 | ニコン・メトロロジー・エヌヴェ | 対チャープｆｍｃｗコヒーレントレーザレーダー用の小型の光ファイバ配置 |
| DE102009027266A1 (de) * | 2009-06-29 | 2010-12-30 | Robert Bosch Gmbh | Interferometrische Weg- und/oder Drehmessvorrichtung |
| FR2959305B1 (fr) * | 2010-04-26 | 2014-09-05 | Nanotec Solution | Dispositif optique et procede d'inspection d'objets structures. |
| EP2541193A1 (de) * | 2011-06-27 | 2013-01-02 | Hexagon Technology Center GmbH | Interferometrisches Entfernungsmessverfahren zum Vermessen von Oberflächen und ebensolche Messanordnung |
| WO2018031462A1 (en) * | 2016-08-12 | 2018-02-15 | Canon U.S.A. Inc. | Coherence range imaging using common path interference |
| US10660523B2 (en) * | 2017-07-07 | 2020-05-26 | Hideo Ando | Light-source unit, measurement apparatus, near-infrared microscopic apparatus, optical detection method, imaging method, calculation method, functional bio-related substance, state management method, and manufacturing method |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3877813A (en) * | 1972-08-21 | 1975-04-15 | Rockwell International Corp | Self-compensating interferometer |
| US3812496A (en) * | 1972-08-22 | 1974-05-21 | Trw Inc | Optical signal recording system |
| US4013366A (en) * | 1973-05-23 | 1977-03-22 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales (O.N.E.R.A.) | Method and apparatus for investigation of small displacements of a solid body by means of coherent light |
| US4410244A (en) * | 1977-12-23 | 1983-10-18 | Randwal Instrument Co., Inc. | Retinal acuity testing device |
| JPS5621004A (en) * | 1979-07-30 | 1981-02-27 | Toshiba Corp | Optical sensing system |
| DE3044183A1 (de) * | 1980-11-24 | 1982-06-24 | Reinhard Dipl.-Phys. Dr. 7250 Leonberg Ulrich | Verfahren zur optischen messung von laengen und laengenaenderungen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4352565A (en) * | 1981-01-12 | 1982-10-05 | Rowe James M | Speckle pattern interferometer |
| EP0079945A1 (en) * | 1981-05-26 | 1983-06-01 | Gould Inc. | Fiber optic interferometer |
-
1985
- 1985-09-03 US US06/772,106 patent/US4627731A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-09-02 AT AT86906044T patent/ATE74425T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-09-02 EP EP86906044A patent/EP0241512B1/en not_active Expired
- 1986-09-02 WO PCT/US1986/001798 patent/WO1987001438A1/en active IP Right Grant
- 1986-09-02 DE DE8686906044T patent/DE3684703D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-09-02 JP JP61505020A patent/JPH0652164B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-04-30 FI FI871929A patent/FI89307C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE74425T1 (de) | 1992-04-15 |
| JPS63500744A (ja) | 1988-03-17 |
| EP0241512A1 (en) | 1987-10-21 |
| EP0241512A4 (en) | 1990-11-28 |
| FI89307B (fi) | 1993-05-31 |
| US4627731A (en) | 1986-12-09 |
| WO1987001438A1 (en) | 1987-03-12 |
| JPH0652164B2 (ja) | 1994-07-06 |
| FI871929A0 (fi) | 1987-04-30 |
| DE3684703D1 (de) | 1992-05-07 |
| FI871929A (fi) | 1987-04-30 |
| EP0241512B1 (en) | 1992-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI89307C (fi) | Interferometrisk maetanordning med gemensam optisk bana | |
| EP0324708B1 (en) | Method of and arrangement for measuring vibrations | |
| US4969736A (en) | Integrated fiber optic coupled proximity sensor for robotic end effectors and tools | |
| US5583638A (en) | Angular michelson interferometer and optical wavemeter based on a rotating periscope | |
| JP2755757B2 (ja) | 変位及び角度の測定方法 | |
| KR19990006419A (ko) | 고 에너지 레이저 초점 센서 | |
| US5909279A (en) | Ultrasonic sensor using short coherence length optical source, and operating method | |
| US5026162A (en) | Optical interference position measurement system | |
| JP4208069B2 (ja) | 屈折率及び厚さの測定装置ならびに測定方法 | |
| JPH116719A (ja) | 干渉測定装置 | |
| JP2004226093A (ja) | レーザ振動計 | |
| JPH04264206A (ja) | 白色光干渉測定法を用いる光学装置 | |
| US20120075637A1 (en) | Optoacoustic convolver | |
| US6064482A (en) | Interferometric measuring device for form measurement on rough surfaces | |
| JPH0344243B2 (fi) | ||
| JPS60253945A (ja) | 形状測定装置 | |
| SU911168A1 (ru) | Оптический виброметр | |
| JP2008128910A (ja) | 振動検出装置 | |
| US4904082A (en) | Fringe visibility enhancement arrangement and method | |
| Bhardwaj et al. | Impact analysis of different trade-off parameters on coherent sensing applications of single-mode self-mixing optical feedback interferometry | |
| SU1497451A1 (ru) | Интерферометр дл измерени линейных перемещений объектов | |
| Lewin et al. | Implications of system" sensitivity" and" resolution" on an ultrasonic-detecting laser Doppler vibrometer | |
| JPH02140639A (ja) | 後方散乱光測定装置 | |
| JPH05281357A (ja) | 干渉計内蔵プローブ型レーザドップラ速度計 | |
| JPH04102003A (ja) | 周波数変調光ヘテロダイン干渉測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION |