FR2708344A1 - Optical Ondemeter. - Google Patents
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Abstract
Une lumière de longueur d'onde inconnue LM1 à mesurer est divisée en deux lumières par un dispositif de fractionnement de rayons (20). La première lumière est réfléchie par le miroir fixe (21) qui la renvoie dans le dispositif de fractionnement de rayons (20), d'où elle parvient à un récepteur de lumière (24). La seconde lumière est réfléchie par le miroir mobile (22), qui la renvoie dans le dispositif de fractionnement de rayons (20), d'où elle parvient au récepteur de lumière (24). Lorsque la première lumière et la seconde lumière arrivent sur le récepteur de lumière (24), un signal électrique est transmis par le récepteur de lumière (24) à un calculateur de longueur d'onde (27) en fonction de l'intensité de la lumière d'interférence. Lorsque la platine mobile (28) se déplace, entraînant avec elle le miroir mobile (22), le signal électrique varie en fonction de la variation périodique de l'intensité de la lumière d'interférence due au déplacement du miroir mobile (22). Un dispositif de mesure de distance (25) détecte la distance de déplacement de la platine mobile (28). Le calculateur de longueur d'onde (27) calcule la longueur d'onde de la lumière à mesurer à partir du nombre d'ondes du signal électrique et de la distance de déplacement.A light of unknown wavelength LM1 to be measured is divided into two lights by a ray splitting device (20). The first light is reflected by the fixed mirror (21) which returns it to the ray splitter (20), from where it reaches a light receiver (24). The second light is reflected by the movable mirror (22), which returns it to the ray splitter (20), from where it reaches the light receiver (24). When the first light and the second light arrive at the light receiver (24), an electrical signal is transmitted from the light receiver (24) to a wavelength calculator (27) based on the intensity of the light. interference light. As the movable stage (28) moves, dragging the movable mirror (22) with it, the electrical signal varies according to the periodic variation in the intensity of the interference light due to the movement of the movable mirror (22). A distance measuring device (25) detects the travel distance of the movable stage (28). The wavelength calculator (27) calculates the wavelength of light to be measured from the number of waves of the electrical signal and the distance of travel.
Description
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Ondemètre optique Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention est relative à des ondemètres optiques, et plus particulièrement à des ondemètres optiques qui mesurent la longueur d'onde BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to optical wavemeters, and more particularly to optical wavemeters that measure the wavelength.
de la lumière à mesurer au moyen d'un interféromètre. of the light to be measured by means of an interferometer.
Art antérieur Un exemple de configuration d'un ondemètre optique classique est présenté en se référant à la fig. 6. Sur la fig. 6 sont représentés: un dispositif de fractionnement de rayons 1, des miroirs fixes 2 et 3, un miroir mobile 4, une platine mobile , un rail de guidage 6, des récepteurs de lumière 7 et 8, une source lumineuse 9, un calculateur de longueur d'onde 10, et une source de lumière de référence 11. Le miroir mobile 4 est fixé sur la platine mobile 5. La platine mobile 5 et le rail de guidage 6 forment un mécanisme de translation 12 qui déplace le miroir mobile 4 parallèlement à la direction de l'axe optique de la lumière envoyée sur le miroir mobile 4. La longueur d'onde de la lumière PRIOR ART An exemplary configuration of a conventional optical wave meter is presented with reference to FIG. 6. In fig. 6 are shown: a ray splitting device 1, fixed mirrors 2 and 3, a movable mirror 4, a movable plate, a guide rail 6, light receivers 7 and 8, a light source 9, a beam calculator wavelength 10, and a reference light source 11. The movable mirror 4 is fixed on the movable plate 5. The movable plate 5 and the guide rail 6 form a translation mechanism 12 which moves the mobile mirror 4 in parallel to the direction of the optical axis of light sent to the moving mirror 4. The wavelength of light
émise par la source lumineuse 9 doit être mesurée. emitted by the light source 9 must be measured.
Une lumière de référence LS de longueur d'onde connue provenant de la source de lumière de référence 11 est divisée par le dispositif de fractionnement de rayons 1 en une lumière réfléchie LR1 et une lumière passante Lp1. La lumière réfléchie LR1 est renvoyée par le miroir fixe 2, traverse le dispositif de fractionnement de rayons 1, -2- puis arrive sur le récepteur de lumière 7. La lumière passante Lp1 est réfléchie par le miroir mobile 4, traverse le dispositif de fractionnement de rayons 1, puis arrive sur le récepteur de lumière 7. Lorsque la lumière réfléchie LR1 et la lumière passante Lp1 atteignent le récepteur de lumière 7, étant donné que la lumière réfléchie LR1 et la lumière passante Lp1 interfèrent entre elles sur le récepteur de lumière 7, un signal électrique S1 est fourni par le récepteur de lumière 7 au calculateur de longueur d'onde 10, en réponse à l'intensité de la lumière d'interférence. Une lumière LM de longueur d'onde inconnue à mesurer provenant de la source lumineuse 9 est réfléchie par le miroir fixe 3, puis divisée par le dispositif de fractionnement de rayons 1 en une lumière réfléchie LR2 et une lumière passante Lp2. La lumière réfléchie LR2 est renvoyée par le miroir fixe 2, traverse le dispositif de fractionnement de A reference light LS of known wavelength from the reference light source 11 is divided by the ray splitting device 1 into a reflected light LR1 and a passing light Lp1. The reflected light LR1 is returned by the fixed mirror 2, passes through the ray splitting device 1, -2- then arrives on the light receiver 7. The passing light Lp1 is reflected by the movable mirror 4, passes through the splitter device 1, then arrives on the light receiver 7. When the reflected light LR1 and the passing light Lp1 reach the light receiver 7, since the reflected light LR1 and the passing light Lp1 interfere with each other on the light receiver 7, an electrical signal S1 is supplied by the light receiver 7 to the wavelength calculator 10, in response to the intensity of the interference light. An unknown wavelength LM light to be measured from the light source 9 is reflected by the fixed mirror 3, then divided by the ray splitting device 1 into a reflected light LR2 and a passing light Lp2. The reflected light LR2 is returned by the fixed mirror 2, passes through the splitter device of
rayons 1, puis arrive sur le récepteur de lumière 8. rays 1, then arrives on the light receiver 8.
La lumière passante Lp2 est réfléchie par le miroir mobile 4, traverse le dispositif de fractionnement de The passing light Lp2 is reflected by the moving mirror 4, passes through the splitter device of
rayons 1, puis arrive sur le récepteur de lumière 8. rays 1, then arrives on the light receiver 8.
Lorsque la lumière réfléchie LR2 et la lumière passante Lp2 atteignent le récepteur de lumière 8, étant donné que la lumière réfléchie LR2 et la lumière passante Lp2 interfèrent entre elles sur le récepteur de lumière 8, un signal électrique S2 est fourni par le récepteur de lumière 8 au calculateur de longueur d'onde 10, en réponse à l'intensité de la When the reflected light LR2 and the passing light Lp2 reach the light receiver 8, since the reflected light LR2 and the passing light Lp2 interfere with each other on the light receiver 8, an electrical signal S2 is provided by the light receiver. 8 to the wavelength calculator 10, in response to the intensity of the
lumière d'interférence.interference light.
Si la platine mobile 5 se déplace en translation sur le rail de guidage 6 dans la direction représentée par une flèche sur la fig. 6, 3- le miroir mobile 4 se déplace du fait du mouvement de la platine mobile 5, et les signaux Si et S2 varient en fonction de la variation périodique de l'intensité des lumières d'interférence due au mouvement du miroir mobile 4. Etant donné que chaque longueur d'onde des signaux électriques S1 et S2 correspond respectivement à chaque longueur d'onde de la lumière de référence LS et de la lumière LM, lorsque la distance de déplacement du mécanisme de translation 12 est fixée au choix, le nombre d'onde des signaux électriques S1 et S2 est déterminé par le calculateur de longueur d'onde 10, et la longueur d'onde de la lumière LM peut alors être obtenue à partir des formules (1) et (2) suivantes: L =1 * k= n *À2 (1) Xl = n *>2 / k (2) Dans les formules (1) et (2), L représente la valeur choisie pour la distance de déplacement, >1 et X 2 représentent les longueurs d'onde de la lumière LM et de la lumière de référence LS, et n et k représentent le nombre d'onde des signaux électriques S1 et S2. La fig. 7 représente un exemple If the movable plate 5 moves in translation on the guide rail 6 in the direction represented by an arrow in FIG. 6, 3- the moving mirror 4 moves due to the movement of the movable stage 5, and the signals Si and S2 vary as a function of the periodic variation of the intensity of the interference lights due to the movement of the moving mirror 4. Since each wavelength of the electrical signals S1 and S2 corresponds respectively to each wavelength of the reference light LS and the light LM, when the displacement distance of the translation mechanism 12 is fixed at choice, the the wave number of the electrical signals S1 and S2 is determined by the wavelength calculator 10, and the wavelength of the light LM can then be obtained from the following formulas (1) and (2): = 1 * k = n * A2 (1) Xl = n *> 2 / k (2) In formulas (1) and (2), L represents the value chosen for the travel distance,> 1 and X 2 represent the wavelengths of LM light and reference light LS, and n and k represent the number of electrical signals S1 and S2. Fig. 7 represents an example
des formes d'onde des signaux électriques Si et S2. waveforms of the electrical signals Si and S2.
Sur la fig. 7, l'axe vertical représente le courant et l'axe horizontal représente la distance de déplacement de la platine mobile 5. Comme le montre la fig. 7, l'intensité des signaux électriques Si et S2 varie en fonction de la distance de déplacement L In fig. 7, the vertical axis represents the current and the horizontal axis represents the displacement distance of the movable plate 5. As shown in FIG. 7, the intensity of the electrical signals Si and S2 varies as a function of the travel distance L
du dispositif de translation 12.of the translation device 12.
Dans l'ondemètre optique classique susdit, pour mesurer avec précision la longueur d'onde de la lumière à mesurer, une source de lumière de référence 11 émettant la lumière de référence LS de -4- longueur d'onde connue doit être utilisée. Toutefois, étant donné que la longueur du résonateur de cette source de lumière de référence 11 est importante, l'appareil présente l'inconvénient d'être de grande taille. En outre, dans l'ondemètre optique classique susdit, étant donné que la lumière de référence LSet la lumière LM sont toutes deux envoyées sur le dispositif de fractionnement de rayons 1, le réglage de l'axe optique est complexe. Par ailleurs, étant donné que le diamètre du résonateur de la source de lumière de référence 11 est également important, lorsque la lumière de référence Ls et la lumière LM sont envoyées toutes deux sur le dispositif de fractionnement de rayons 1, le chemin optique de la lumière de référence LSou de la lumière LM doit être modifié, en modifiant le miroir fixe 3 et similaire, pour envoyer celle-ci sur le dispositif de fractionnement de rayons 1. En conséquence, le réglage de l'axe optique est rendu encore plus In the aforesaid conventional optical wavemeter, for accurately measuring the wavelength of the light to be measured, a reference light source 11 emitting the known wavelength reference light LS should be used. However, since the length of the resonator of this reference light source 11 is large, the apparatus has the disadvantage of being large. Further, in the conventional optical wavemeter, since the reference light LS and the light LM are both fed to the ray splitting device 1, the adjustment of the optical axis is complex. On the other hand, since the diameter of the resonator of the reference light source 11 is also large, when the reference light Ls and the light LM are both sent to the ray splitting device 1, the optical path of the reference light LS or LM light must be modified, by modifying the fixed mirror 3 and the like, to send it to the ray splitting device 1. As a result, the adjustment of the optical axis is made even more
complexe.complex.
Résumé de l'invention Eu égard aux problèmes susdits, l'un des objets de la présente invention est de fournir un ondemètre optique qui permette d'ajuster facilement l'axe optique d'une lumière de longueur d'onde inconnue à mesurer, qui soit de construction compacte, sans nécessiter de source de lumière de référence ni de miroir fixe pour modifier le chemin optique. Pour atteindre cet objet, la présente invention fournit un ondemètre optique comprenant: un dispositif de fractionnement de rayons pour diviser une lumière dont la longueur d'onde est à -5 - mesurer en une première lumière et une seconde lumière; un miroir fixe pour réfléchir la première lumière de façon à la renvoyer dans le dispositif de fractionnement de rayons; un miroir mobile pour réfléchir la seconde lumière de façon à la renvoyer dans le dispositif de fractionnement de rayons; un mécanisme de translation comportant une platine mobile sur laquelle est fixé le miroir mobile afin de déplacer le miroir mobile parallèlement à la direction de l'axe optique de la lumière envoyée sur le miroir mobile; un récepteur de lumière pour transformer en un signal électrique une lumière d'interférence produite par la synthèse d'une lumière venant du dispositif de fractionnement de rayons et du miroir fixe et d'une lumière venant du dispositif de fractionnement de rayons et du miroir mobile; un dispositif de mesure de distance pour détecter la distance de déplacement de la platine mobile; et un calculateur de longueur d'onde afin de calculer la longueur d'onde de la lumière à mesurer à partir du nombre d'onde du signal électrique et de la distance SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, one of the objects of the present invention is to provide an optical wavemeter which makes it possible to easily adjust the optical axis of a light of unknown wavelength to be measured, which either of compact construction, without the need for a reference light source or a fixed mirror to modify the optical path. To achieve this object, the present invention provides an optical wavemeter comprising: a ray splitting device for dividing a light whose wavelength is to be measured in a first light and a second light; a fixed mirror for reflecting the first light so as to return it to the ray splitting device; a movable mirror for reflecting the second light so as to return it to the ray splitting device; a translation mechanism comprising a movable platen on which is fixed the movable mirror to move the movable mirror parallel to the direction of the optical axis of the light sent to the movable mirror; a light receiver for converting into an electrical signal an interference light produced by the synthesis of light from the ray splitting device and the fixed mirror and light from the ray splitting device and the moving mirror ; a distance measuring device for detecting the moving distance of the movable platen; and a wavelength calculator for calculating the wavelength of the light to be measured from the wavenumber of the electrical signal and the distance
de déplacement.of displacement.
La présente invention présente un avantage en ce qu'un ondemètre optique peut facilement régler l'axe optique d'une lumière de longueur d'onde inconnue à mesurer et peut se présenter sous une forme compacte sans nécessiter de source de lumière de référence ni de miroir fixe pour modifier le The present invention has the advantage that an optical wavemeter can easily adjust the optical axis of a light of unknown wavelength to be measured and can be in a compact form without the need for a reference light source or fixed mirror to change the
chemin optique.optical path.
Description succincte des dessinsBrief description of the drawings
La fig. 1 représente une vue en plan de la configuration d'un ondemètre optique selon une première réalisation préférée de la présente - 6 invention. La fig. 2 représente une vue latérale de la configuration du mécanisme de translation 23 Fig. 1 is a plan view of the configuration of an optical wave meter according to a first preferred embodiment of the present invention. Fig. 2 shows a side view of the configuration of the translation mechanism 23
représenté sur la fig. 1.represented in FIG. 1.
La fig. 3 représente une vue partielle en perspective de la configuration d'un dispositif de Fig. 3 represents a partial perspective view of the configuration of a device for
mesure de distance 25.distance measurement 25.
La fig. 4 représente une vue en plan de la configuration d'un ondemètre optique selon une seconde réalisation préférée de la présente invention. La fig. 5 représente une vue partielle en perspective, et à plus grande échelle, de la configuration d'un dispositif de mesure de Fig. 4 is a plan view of the configuration of an optical wavemeter according to a second preferred embodiment of the present invention. Fig. 5 is a partial perspective view, on a larger scale, of the configuration of a measuring device of
distance 40.distance 40.
La fig. 6 représente une vue en plan de la Fig. 6 is a plan view of the
configuration d'un ondemètre optique classique. configuration of a conventional optical wavemeter.
La fig. 7 représente un exemple de formes Fig. 7 represents an example of shapes
d'onde des signaux électriques S1 et S2. waveform of the electrical signals S1 and S2.
Description détaillée de la réalisation Detailed description of the realization
préférée Une première réalisation préférée de la présente invention est maintenant décrite en se référant aux fig. 1 à 3. La fig. 1 représente une vue en plan de la configuration d'un ondemètre optique selon une première réalisation préférée de la présente invention. La fig. 2 représente une vue latérale de la configuration du mécanisme de translation 23 représenté sur la fig. 1. Sur les fig. 1 et 2, sont représentés un dispositif de fractionnement de rayons 20, un miroir fixe 21, un miroir mobile 22, un mécanisme de translation 23, un récepteur de lumière 24, un dispositif de mesure de distance 25, une source lumineuse 26, et un -7- calculateur de longueur d'onde 27. Le mécanisme de translation 23, qui déplace le miroir mobile 22 parallèlement à la direction de l'axe optique de la lumière dont la longueur d'onde est à mesurer, se compose d'une platine mobile 28, d'un rail de preferred A first preferred embodiment of the present invention is now described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a plan view of the configuration of an optical wave meter according to a first preferred embodiment of the present invention. Fig. 2 is a side view of the configuration of the translation mechanism 23 shown in FIG. 1. In figs. 1 and 2 are shown a ray splitting device 20, a fixed mirror 21, a movable mirror 22, a translation mechanism 23, a light receiver 24, a distance measuring device 25, a light source 26, and a wavelength calculator 27. The translation mechanism 23, which moves the movable mirror 22 parallel to the direction of the optical axis of the light whose wavelength is to be measured, consists of a movable plate 28, a rail of
guidage 29, d'une vis à billes 30, et d'un moteur 31. guide 29, a ball screw 30, and a motor 31.
Le miroir mobile 22 est fixé sur la platine mobile 28. Une extrémité de la vis à billes 30 est solidaire de l'axe du moteur 31. L'autre extrémité de la vis à billes 30 est en prise avec une partie en saillie 28a qui dépasse du côté gauche de la platine mobile 28, au moyen d'un filet formé autour de la vis à bille 30 et d'un taraudage prévu dans la partie en saillie 28a. Ainsi, lorsque le moteur 31 tourne, la vis à billes 30 transforme le mouvement de rotation du moteur 31 en un mouvement de translation de la platine mobile 28. La longueur d'onde de la source The movable mirror 22 is fixed on the movable plate 28. One end of the ball screw 30 is integral with the axis of the motor 31. The other end of the ball screw 30 is engaged with a projecting portion 28a which protrudes from the left side of the movable stage 28, by means of a thread formed around the ball screw 30 and a tapping provided in the projecting portion 28a. Thus, when the motor 31 rotates, the ball screw 30 transforms the rotational movement of the motor 31 into a translation movement of the movable plate 28. The wavelength of the source
lumineuse 26 doit être mesurée.bright 26 must be measured.
La fig. 3 représente une vue partielle en perspective et à plus grande échelle de la configuration d'un dispositif de mesure de distance 25. Dans les fig. 1 à 3, le dispositif de mesure de distance 25 consiste en une grille fixe en verre 32, une grille mobile en verre 33, une source lumineuse 34, un récepteur de lumière 35, et un calculateur de distance 36. Sur la fig. 3, la source lumineuse 34 est fixée sur la platine mobile 28 de telle sorte que l'axe optique (voir la flèche représentée en trait mixte sur la fig. 3) de la lumière émise par la source soit normale à la direction de déplacement de la platine mobile 28. La grille mobile en verre 33 et le récepteur de lumière 35 sont fixés sur la platine mobile 28 perpendiculairement à l'axe optique de la lumière émise par la source lumineuse 34. Par ailleurs, la 8- grille fixe en verre 32 est disposée perpendiculairement à l'axe optique de la lumière émise par la source lumineuse 34, entre la grille Fig. 3 is a partial perspective view on a larger scale of the configuration of a distance measuring device 25. In FIGS. 1 to 3, the distance measuring device 25 consists of a fixed glass gate 32, a movable glass gate 33, a light source 34, a light receiver 35, and a distance calculator 36. In FIG. 3, the light source 34 is fixed on the movable plate 28 so that the optical axis (see the arrow shown in phantom in FIG 3) of the light emitted by the source is normal to the direction of movement of the movable plate 28. The movable glass gate 33 and the light receiver 35 are fixed on the movable plate 28 perpendicularly to the optical axis of the light emitted by the light source 34. In addition, the fixed glass 8-grid 32 is disposed perpendicularly to the optical axis of the light emitted by the light source 34, between the gate
mobile en verre 33 et la source lumineuse 34 au- movable glass 33 and the light source 34 to
dessus de la platine mobile 28. Un ensemble de fentes réparties selon un pas déterminé est disposé dans le sens longitudinal de la grille fixe en verre 32. La grille mobile en verre 33 comporte une fente de above the movable plate 28. A set of slots distributed at a determined pitch is arranged in the longitudinal direction of the fixed glass gate 32. The movable glass gate 33 comprises a slot of
taille appropriée.appropriate size.
La lumière LM1 de longueur d'onde inconnue à mesurer provenant de la source lumineuse 26 est divisée par le dispositif de fractionnement de rayons 20 en une lumière réfléchie LR3 et une lumière passante Lp3. La lumière réfléchie LR3 est renvoyée par le miroir fixe 21, traverse le dispositif de fractionnement de rayons 20, puis arrive sur le récepteur de lumière 24. La lumière passante Lp3 est réfléchie par le miroir mobile 22, traverse le dispositif de fractionnement de rayons 20, puis arrive sur le récepteur de lumière 24. Lorsque la lumière réfléchie LR3 et la lumière passante Lp3 atteignent le récepteur de lumière 24, étant donné que la lumière réfléchie LR3 et la lumière passante Lp3 interfèrent entre elles sur le récepteur de lumière 24, un signal électrique S3 est fourni par le récepteur de lumière 24 au calculateur de longueur d'onde 27, en réponse à l'intensité de la lumière d'interférence. - Si la platine mobile 28 se déplace en translation sur le rail de guidage 29 dans la direction représentée par une flèche sur la fig. 1, du fait de la rotation de la vis à billes 30 entraînée par le moteur 31, le miroir mobile 22 se déplace en fonction du déplacement de la platine - 9 - mobile 28, et le signal électrique S3 varie en fonction de la variation périodique de l'intensité de la lumière d'interférence due au mouvement du miroir mobile 22. La longueur d'onde du signal électrique S3 correspond à la longueur d'onde de la lumière LM1. Sur la fig. 3, la lumière émise par la source lumineuse 34 passe à travers une fente de l'ensemble de fentes de la grille fixe en verre 32 et à travers la fente de la grille mobile en verre 33, et parvient alors au récepteur de lumière 35. Lorsque la platine mobile 28 se déplace dans la direction représentée par une flèche sur la fig. 3, la période du signal électrique S4 du récepteur de lumière 35 correspond au pas de la grille fixe en verre 32. Le calculateur de distance 36 calcule la distance de déplacement L de la platine mobile 28 à partir du comptage du nombre d'onde du signal électrique S4 et de la distance qui sépare deux fentes adjacentes de la grille fixe en verre 32, et fournit le résultat du calcul au calculateur de longueur d'onde 27. Le calculateur de longueur d'onde 27 calcule la longueur d'onde de la lumière LM1 à partir du comptage du nombre d'onde k du signal électrique S3 et de la distance de déplacement L fournie par le calculateur de distance 35, au moyen de la formule (3): xl = L / K (3) Dans la formule (3), L représente la distance de déplacement du mécanisme de translation 23, 1 représente la longueur d'onde de la lumière LM1, et k The LM1 light of unknown wavelength to be measured from the light source 26 is divided by the ray splitting device 20 into a reflected light LR3 and a passing light Lp3. The reflected light LR3 is returned by the fixed mirror 21, passes through the ray splitting device 20, then arrives on the light receiver 24. The passing light Lp3 is reflected by the movable mirror 22, passes through the ray splitting device 20 , when the reflected light LR3 and the passing light Lp3 reach the light receiver 24, since the reflected light LR3 and the passing light Lp3 interfere with each other on the light receiver 24, a S3 electrical signal is provided by the light receiver 24 to the wavelength calculator 27, in response to the intensity of the interference light. - If the movable plate 28 moves in translation on the guide rail 29 in the direction shown by an arrow in FIG. 1, because of the rotation of the ball screw 30 driven by the motor 31, the movable mirror 22 moves as a function of the displacement of the movable plate 28, and the electric signal S3 varies according to the periodic variation the intensity of the interference light due to the movement of the moving mirror 22. The wavelength of the electrical signal S3 corresponds to the wavelength of the light LM1. In fig. 3, the light emitted by the light source 34 passes through a slot of the set of slots of the fixed glass gate 32 and through the slot of the movable glass gate 33, and then reaches the light receiver 35. When the movable stage 28 moves in the direction represented by an arrow in FIG. 3, the period of the electrical signal S4 of the light receiver 35 corresponds to the pitch of the fixed glass gate 32. The distance calculator 36 calculates the displacement distance L of the mobile stage 28 from the count of the wavenumber. S4 electrical signal and the distance separating two adjacent slots of the fixed glass gate 32, and provides the result of the calculation to the wavelength calculator 27. The wavelength calculator 27 calculates the wavelength of the light LM1 from the counting of the wave number k of the electrical signal S3 and the distance of displacement L supplied by the distance calculator 35, by means of the formula (3): xl = L / K (3) In formula (3), L represents the displacement distance of the translation mechanism 23, 1 represents the wavelength of the light LM1, and k
représente le nombre d'onde du signal électrique S3. represents the wave number of the electrical signal S3.
Une seconde réalisation préférée de la présente invention est maintenant décrite en se A second preferred embodiment of the present invention is now described in
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référant aux fig. 4 et 5. La fig. 4 représente une vue en plan de la configuration d'un ondemètre optique selon la seconde réalisation préférée de la présente invention. La fig. 5 représente une vue partielle en perspective, et à plus grande échelle, de la configuration du dispositif de mesure de distance 40 représenté sur la fig. 4. Sur les fig. 4 et 5, les éléments de la seconde réalisation qui sont identiques à ceux de la première réalisation représentée sur les fig. 1 à 3 portent les mêmes referring to figs. 4 and 5. FIG. 4 is a plan view of the configuration of an optical wave meter according to the second preferred embodiment of the present invention. Fig. 5 is a partial perspective view, on a larger scale, of the configuration of the distance measuring device 40 shown in FIG. 4. In figs. 4 and 5, the elements of the second embodiment which are identical to those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 bear the same
références, et leur explication n'est pas reprise. references, and their explanation is not repeated.
Sur les fig. 4 et 5, le dispositif de mesure de distance 40 consiste en une grille fixe en verre 41, une grille mobile en verre 42, une source lumineuse 43, un récepteur de lumière 44, et un calculateur de distance 45. Sur la fig. 5, la source lumineuse 43 est fixée sur la platine mobile 28 de telle sorte que l'axe optique de la lumière émise par la source soit normal à la direction de déplacement de la platine mobile 28. La grille mobile en verre 42 est fixée sur la platine mobile 28 perpendiculairement à l'axe optique de la lumière émise par la source lumineuse 43. Par ailleurs, la grille fixe en verre 41 est disposée perpendiculairement à l'axe optique de la lumière émise par la source lumineuse 43, en arrière de la grille mobile en verre 42 au-dessus de la platine mobile 28. Un ensemble de bandes en matériau opaque réparties selon un pas déterminé est disposé dans le sens longitudinal de la grille fixe en verre 41 et de la grille mobile en verre 42. La zone dépourvue de barres à la surface de la grille fixe en verre 41 peut réfléchir la lumière. La zone dépourvue de barres à la surface de la grille mobile en verre 42 In figs. 4 and 5, the distance measuring device 40 consists of a fixed glass gate 41, a movable glass gate 42, a light source 43, a light receiver 44, and a distance calculator 45. In FIG. 5, the light source 43 is fixed on the movable plate 28 so that the optical axis of the light emitted by the source is normal to the direction of movement of the movable plate 28. The movable glass gate 42 is fixed on the movable plate 28 perpendicularly to the optical axis of the light emitted by the light source 43. Furthermore, the fixed glass gate 41 is disposed perpendicularly to the optical axis of the light emitted by the light source 43, behind the the moving glass grid 42 above the movable plate 28. A set of strips of opaque material distributed in a determined pitch is disposed in the longitudinal direction of the fixed glass gate 41 and the movable glass gate 42. Bar-free zone on the surface of the fixed glass grid 41 may reflect light. The bar-free area on the surface of the movable glass grate 42
peut laisser passer la lumière.can let the light through.
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La lumière LM1 de longueur d'onde inconnue à mesurer provenant de la source lumineuse 26 est divisée par le dispositif de fractionnement de rayons 20 en une lumière réfléchie LR3 et une lumière passante Lp3. La lumière réfléchie LR3 est renvoyée par le miroir fixe 21, traverse le dispositif de fractionnement de rayons 20, puis arrive sur le récepteur de lumière 24. La lumière passante Lp3 est réfléchie par le miroir mobile 22, traverse le dispositif de fractionnement de rayons 20, puis arrive sur le récepteur de lumière 24. Lorsque la lumière réfléchie LR3 et la lumière passante Lp3 atteignent le récepteur de lumière 24, étant donné que la lumière réfléchie LR3 et la lumière passante Lp3 interfèrent entre elles sur le récepteur de lumière 24, un signal électrique S3 est fourni par le récepteur de lumière 24 au calculateur de longueur d'onde 27, en réponse à l'intensité de la lumière d'interférence. Si la platine mobile 28 se déplace en translation sur le rail de guidage 29 dans la direction représentée par une flèche sur la fig. 4, du fait de la rotation de la vis à billes 30 entraînée par le moteur 31, le miroir mobile 22 se déplace en fonction du déplacement de la platine mobile 28, et le signal électrique S3 varie en fonction de la variation périodique de l'intensité de la lumière d'interférence due au mouvement du miroir mobile 22. La longueur d'onde du signal électrique S3 The LM1 light of unknown wavelength to be measured from the light source 26 is divided by the ray splitting device 20 into a reflected light LR3 and a passing light Lp3. The reflected light LR3 is returned by the fixed mirror 21, passes through the ray splitting device 20, then arrives on the light receiver 24. The passing light Lp3 is reflected by the movable mirror 22, passes through the ray splitting device 20 , when the reflected light LR3 and the passing light Lp3 reach the light receiver 24, since the reflected light LR3 and the passing light Lp3 interfere with each other on the light receiver 24, a S3 electrical signal is provided by the light receiver 24 to the wavelength calculator 27, in response to the intensity of the interference light. If the movable plate 28 moves in translation on the guide rail 29 in the direction represented by an arrow in FIG. 4, due to the rotation of the ball screw 30 driven by the motor 31, the movable mirror 22 moves as a function of the displacement of the movable plate 28, and the electric signal S3 varies according to the periodic variation of the intensity of the interference light due to the movement of the moving mirror 22. The wavelength of the electrical signal S3
correspond à la longueur d'onde de la lumière LM1. corresponds to the wavelength of LM1 light.
Sur la fig. 5, juste au moment o la lumière émise par la source lumineuse 43 traverse la grille mobile en verre 42 en matériau transparent, la lumière est diffractée par la grille mobile en In fig. 5, just at the moment when the light emitted by the light source 43 passes through the moving glass grid 42 made of transparent material, the light is diffracted by the moving grid in
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verre 42 et des lumières de degrés zéro et supérieurs dans le degré de diffraction sont produites. En outre, les lumières diffractées de degrés zéro et supérieurs sont réfléchies et diffractées par la grille fixe en verre 41 en matériau réfléchissant, traversent à nouveau la grille mobile en verre 42 en étant diffractées, puis atteignent le récepteur de lumière 44. Lorsque la platine mobile 28 se déplace dans la direction représentée par une flèche sur la fig. 5, la phase de la lumière de degrés supérieurs varie, tandis que la phase de la lumière de degré zéro ne varie pas. Ainsi, un signal électrique S5 de forme sinusoïdale correspondant à la différence de phase entre les lumières de degré zéro et supérieurs est obtenu en sortie du récepteur de lumière 44. Le calculateur de distance 45 calcule la distance de déplacement L de la platine mobile 28 à partir du comptage du nombre d'onde du signal électrique S5 et de la longueur d'onde de la lumière émise par la source lumineuse 43 et fournit le résultat du calcul au calculateur de longueur d'onde 27. Le calculateur de longueur d'onde 27 calcule la longueur d'onde inconnue de la lumière LM, à partir du comptage du nombre d'onde k du signal électrique S3 et de la distance de déplacement L fournie par le calculateur de distance 45, au moyen de la formule (3) susmentionnée. glass 42 and lights of degrees zero and higher in the degree of diffraction are produced. In addition, the diffracted lights of zero and higher degrees are reflected and diffracted by the fixed glass grid 41 of reflective material, again through the moving glass grid 42 being diffracted, then reach the light receiver 44. When the platinum mobile 28 moves in the direction represented by an arrow in FIG. 5, the phase of the light of higher degrees varies, while the phase of the light of degree zero does not vary. Thus, a sinusoidal electrical signal S5 corresponding to the phase difference between the zero degree and upper lights is obtained at the output of the light receiver 44. The distance calculator 45 calculates the displacement distance L of the mobile stage 28 to from the count of the wave number of the electrical signal S5 and the wavelength of the light emitted by the light source 43 and provides the result of the calculation to the wavelength calculator 27. The wavelength calculator 27 calculates the unknown wavelength of the light LM from the count of the wave number k of the electrical signal S3 and the distance of displacement L supplied by the distance calculator 45 by means of the formula (3) above.
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