RO126338B1 - Procedeu şi sistem de măsură a deplasărilor foarte mici folosind reflexia internă totală frustrată - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu și la un sistem de măsurare a deplasărilor foarte mici, folosind reflexia internă, totală, frustrată.

Este cunoscut un procedeu de determinare a deplasărilor foarte mici, folosind reflexia internă, totală, frustrată, care constă în trimiterea unui fascicul de lumină către suprafața de separare a două medii, din mediul mai dens spre mediul mai puțin dens, la un unghi de incidență mai mare decât unghiul limită de reflexie internă, totală. Fasciculul reflectat, a cărui intensitate depinde exponențial de distanța dintre suprafața de separare a celor două medii și obiectul a cărui poziție dorim să o măsurăm, obiect care se află în imediata vecinătate a suprafeței, adică la o distanță de maximum un micron (1 pm), este detectat de către un fotodetector, care indică intensitatea reflectată. Din valoarea acesteia, se obține distanța obiectului față de suprafață.

Dezavantajele procedeului de determinare a deplasărilor folosind reflexia internă, totală, frustrată sunt sensibilitatea relativ mică față de deplasare, pentru cazul în care obiectul se află foarte aproape de suprafață.

Este, de asemenea, cunoscut (US 5257093, 26.10.1993) un procedeu de măsurare a unei distanțe foarte mici de separare dintre o suprafață plană a unui corp transparent rotativ și o suprafață a unui obiect având o anumită transparență, corpul transparent rotativ având o axă de rotație și mijloace transparente, pentru transmiterea radiației optice în interiorul corpului transparent rotativ și în afara acestuia, radiația optică fiind direcționată oblic în raport cu axa de rotație, suprafața plană fiind ortogonală la respectiva axă de rotație și având un unghi de reflexie internă, totală, metodă cuprinzând o etapă de direcționare, prin mijloacele transparente menționate, spre corpul transparent rotativ, a unei radiații optice incidente, sub un unghi la respectiva suprafață plană, unghiul menționat fiind mai mare decât unghiul de reflexie internă, totală, astfel încât, cu bună aproximație, întreaga radiație optică incidență să fie reflectată de pe respectiva suprafață plană înapoi spre corpul transparent rotativ și apoi în afara mijloacelor transparente, menționate, radiația optică fiind astfel supusă fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată.

Dezavantajele procedeului menționat constau în domeniul de utilizare dedicat, respectivul procedeu fiind aplicabil în domeniul aparaturii de stocare magnetică, de tip hard-disc.

Este cunoscut un sistem de determinare a deplasărilor foarte mici, folosind reflexia internă, totală, frustrată, care constă dintr-o prismă optică de formă triunghiulară, fasciculul emis de către sursă intrând în prismă și suferind o reflexie internă, totală, pe una dintre fețe, după care fasciculul reflectat iese din prismă și este detectat de către un fotodetector. Intensitatea fasciculului reflectat depinde de distanța dintre fața pe care are loc reflexia internă, totală și obiectul a cărui distanță dorim să o măsurăm.

Dezavantajele sistemului de determinare a deplasărilor foarte mici, folosind reflexia internă, totală, sunt sensibilitatea relativ mică față de deplasările pentru cazul în care obiectul se află foarte aproape de suprafață.

Este, de asemenea, cunoscut (US 5257093, 26.10.1993) un sistem de măsurare a unei distanțe de separare dintre o suprafață plană a unui corp transparent rotativ și o suprafață a unui obiect având o anumită transparență, aparat cuprinzând surse de emisie și recepție ale unei radiații optice, un extensor de fascicul laser, care primește radiația optică emisă de sursa menționată, un sistem de prisme dispuse pe suprafața plană a corpului transparent, rotativ, astfel încât radiația optică să fie incidență la una dintre fețele prismelor atât la emisie, cât și după reflexie, datorată obiectului opac a cărui distanță se calculează în funcție de coeficientul de reflexie corespunzător, datorat fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată.

RO 126338 Β1

Dezavantajele sistemului menționat constau în domeniul de utilizare dedicat, respecți- 1 vul sistem fiind aplicabil în domeniul aparaturii de stocare magnetică, de tip hard-disc.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în creșterea sensibilității de măsurare a 3 deplasărilor foarte mici, constând, respectiv, în determinarea cu mai mare precizie a distanței dintre un obiect și suprafața de reflexie internă, totală, atunci când obiectul se află la distanțe 5 foarte mici, față de suprafața respectivă.

Soluția propusă, conform invenției, elimină dezavantajele de mai sus, prin aceea că 7 întoarce fasciculul reflectat înapoi, la 180°, spre suprafața de reflexie internă, totală, în acest fel, scăderea în intensitate fiind mai pronunțată decât în cazul unei singure treceri, 9 întoarcerea către zona de reflexie internă, totală, efectuându-se de mai multe ori. O deplasare mai mică, a obiectului a cărui distanță o măsurăm, va produce o variație mai mare 11 a coeficientului total de reflexie, decât în cazul în care este folosită o singură trecere.

Avantajele procedeului și sistemului de măsură a deplasărilor foarte mici, folosind 13 reflexia internă, totală, sunt:

- oferă o sensibilitate mai mare decât situația în care fasciculul de lumină trece o 15 singură dată pe la suprafața de reflexie internă, totală.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 ..5, care 17 reprezintă:

- fig. 1, montajul folosit în cazul cu reflexie pe oglindă;19

- fig. 2, montajul folosit în cazul cu reflexie pe fața de ieșire a prismei;

- fig. 3, graficul variației intensității semnalului optic, în cazul a trei variante de21 realizare;

- fig. 4, graficul sensibilității pentru cele trei variante de realizare;23

- fig. 5, detaliu referitor la graficul sensibilității, pentru cele trei variante de realizare, în cazul deplasărilor foarte mici.25

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în ceea ce privește procedeul, prezentat în legătură cu fig. 1 și 2.27

Procedeul conform invenției constă în trecerea de două sau de mai multe ori, după caz, a unui fascicul de lumină 1 de citire a deplasării, fascicul de lumină 1, care suferă feno- 29 menul de reflexie internă, totală, în zona în care se află un anumit obiect a, a cărui distanță dorim să o măsurăm. Fasciculul de lumină 1 este emis de către sursa de lumină 2 și trimis 31 spre o prismă optică 3. Obiectul a este situat în imediata vecinătate a suprafeței prismei optice 3, deasupra zonei în care fasciculul de lumină 1 suferă reflexia internă, totală. 33 Fasciculul de lumină 1 este monocromatic, poate fi coerent, parțial coerent sau necoerent, domeniul său spectral fiind cuprins în intervalul 200 nm - 6 pm, de preferință, între 200 nm 35 și 1 pm. Fasciculul de lumină 1 este paralel la intrarea în prisma optică 3. Sursa de lumină poate fi orice sursă de lumină în sine cunoscută, care poate emite un fascicul de lumină 37 având caracteristicile fasciculului de lumină 1, menționat.

Dacă în vecinătatea suprafeței de reflexie a prismei optice 3, nu se află niciun obiect, 39 atunci coeficientul de reflexie internă, totală, a fasciculului de lumină 1 este de 100%. Dacă obiectul a se află la o distanță de maximum 10 pm față de suprafața de reflexie internă, 41 totală, a prismei 3, atunci apare reflexia internă, totală, frustrată, a fasciculului 1, iar intensitatea fasciculul 1 se reduce cu o cantitate dependentă monoton de distanța dintre 43 prisma optică 3 și obiectul a.

După ce fasciculul de lumină iese din prisma optică 3, întâlnește o oglindă 45 reflectorizantă 4, care îl reflectă înapoi, fasciculul de lumină 1 având incidență normală, adică la 90°, pe oglinda reflectorizantă 4. De asemenea, rolul oglinzii reflectorizante 4 poate fi jucat 47

RO 126338 Β1 de prisma optică 3, caz în care fața de ieșire a fasciculului de lumină 1 este depusă cu un strat reflector 5, atât oglinda reflectorizantă 4, cât și stratul reflector 5, putând fi metalice, de tip dielectric sau de tip oglindă dielectric multistrat. Oglinda reflectorizantă 4, respectiv, stratul reflector 5, au un coeficient de reflexie cuprins între 1 și 99,99%. Fasciculul de lumină 1 suferă, astfel, o nouă reflexie internă, totală, frustrată, pe suprafața corespunzătoare a prismei optice 3, în același punct de contact ca și înainte, după care iese prin aceeași față și pe aceeași direcție ca cea pe care a intrat. După ieșirea din prisma optică 3, fasciculul de lumină 1 întâlnește un divizor de fascicul 6 (beam-splitter) și apoi este transmis către un fotodetector 7, de exemplu, o fotodiodă. Semnalul dat de fotodetectorul 7, preluat de către un bloc de prelucrare și afișare electronică 8, este proporțional cu intensitatea fasciculului de lumină 1. De asemenea, fasciculul de lumină 9, având aceleași caracteristici cu fasciculul de lumină 1, și emis, prin intermediul divizorului de fascicul 6, de către sursa de lumină 2, dar separat de fasciculul de lumină 1, menționat, joacă rol de fascicul de referință și este incident pe fotodetectorul 10, care dă semnal către blocul de prelucrare și afișare electronică 8. Făcând raportul celor două semnale date de către cele două fotodetectoare 7 și 10, se obține coeficientul de reflexie la reflexia internă, totală, frustrată și, din aceasta, distanța dintre obiect și suprafața de reflexie internă, totală. în prealabil, fotodetectoarele 7 și 10 și blocul de prelucrare și afișare electronică 8 au fost calibrate în absența obiectului a cărui distanță dorim să o măsurăm, raportul semnalelor date de cele două fotodetectoare 7 și 10 fiind considerat ca valoare de referință. Această valoare poate fi definită, formal și în principiu, ca fiind egală cu valoarea 1. Dacă sursa de lumină 2 nu oferă un fascicul paralel de lumină, atunci se folosește un subansamblu optic 11, care preia fasciculul de lumină 1, emis de sursa de lumină 2, și îl transformă în fascicul paralel de lumină.

în altă situație, în care se dorește obținerea unei sensibilități și mai mari, este utilizată o oglindă semitransparentă 12, a cărei reflectivitate este cuprinsă între 1 și 99%. în acest caz, o parte din fasciculul de lumină 1 este scos către fotodetectorul 7, iar o parte se întoarce înapoi către zona de reflexie internă, totală, frustrată. Fasciculul de lumină 1 este incident perpendicular pe suprafața oglinzii semitransparente 12. în acest fel, fasciculul de lumină 1 este plimbat de mai multe ori prin zona de reflexie internă, totală, frustrată, de fiecare dată, cedând o parte din energia sa. Sensibilitatea sa crește în acest fel, așa cum se observă din grafice.

în continuare, prezentăm ecuațiile matematice care descriu intensitatea luminoasă incidență pe fotodetectorul 7, pentru cazul unei singure treceri, a două treceri și, respectiv, al mai multor treceri, precum și comparația teoretică dintre aceste variante de realizare. Considerăm că lucrăm cu fascicule necoerente, astfel că nu apar efecte de interferență, datorate suprapunerii între fasciculele incidente și cele reflectate.

Fie l₀ intensitatea incidență. Neglijăm efectul divizorului de fascicul 6, acest efect fiind același atât pentru trecerea dublă, cât și pentru trecerea multiplă. Fie R₁ reflectivitatea oglinzii semitransparente 12 și R₂ reflectivitatea oglinzii reflectorizante 4 sau, după caz, a stratului reflector 5. Fie f fracțiunea de energie care este preluată de la fasciculul de lumină 1, atunci când suferă reflexia internă, totală, frustrată, pe suprafața de reflexie a prismei optice 3. Fracțiunea de energie feste dată de expresia:

RO 126338 Β1 unde <9este unghiul de incidență al fasciculului de lumină 1 pe suprafața de reflexie 1 a prismei optice 3, 6_C este unghiul critic de reflexie internă, totală, λ este lungimea de undă a fasciculului de lumină 1, iar d este distanța dintre suprafața de reflexie internă, totală, a 3 prismei optice 3 și obiectul a cărui distanță dorim să o măsurăm.

I_o reprezintă intensitatea inițială a fasciculului de lumină 1, atunci când urmează să 5 sufere prima reflexie internă, totală, frustrată pe prisma optică 3.

Valoarea intensității /₇ a fasciculului de lumină 1, pentru o singură trecere, pe 7 fotodetectorul 7 este:

/₇ = /_o*(1-0 9

Valoarea intensității l₂, a fasciculului de lumină 1, pentru trecere dublă, pe fotodetectorul 7, este: 11 l₂=l₀*R₂*G-ff

Valoarea intensității /, a fasciculului de lumină 1, pentru trecere multiplă, pe 13 fotodetectorul 7, este:

/ = 4*(i - «_t)* (i - f)²*----------—7T ¹⁷ i -/?_t*/x*(i - /7

Dacă d₀ este distanța inițială dintre suprafața de reflexie a prismei optice 3 și obiectul 21 a cărui poziție dorim să o măsurăm, iar x este distanța pe care acesta se deplasează spre suprafața de reflexie sau în partea opusă acesteia, atunci d este dat de expresia: 23 d = d₀ - x 25

Definim sensibilitatea S a determinării deplasării x, prin ecuația: 27

(ti /₍₎ \ dx ) unde /₇ este egal, după caz, cu /₇, /₂ sau /, din expresiile de mai sus. Sensibilitatea se 33 poate defini și ca derivata în raport cu d, totuși am ales forma de mai sus, deoarece, în cele mai multe situații, este necesar să determinăm deplasarea obiectului respectiv, adică tocmai 35 distanța x. Ne referim la deplasarea pe o direcție perpendiculară pe suprafața de reflexie a prismei optice 3. Conform definiției de mai sus, sensibilitatea este o mărime pozitivă 37 întotdeauna, indiferent de semnul derivatei în raport cu x. Dependența sensibilității de valoarea deplasării, pentru cele trei tipuri de citire, respectiv, cu o singură trecere, cu trecere 39 dublă și, respectiv, cu trecere multiplă, este prezentată în fig. 4, iar în fig. 5, este arătată dependența respectivă, pentru valori mici ale deplasării x. Valorile considerate sunt: 41

4=400 nm, θ=75°, £_c=30°, d_o=4OO nm, ^=50%, R₂=99,99%.

Sintetizând cele de mai sus, rezultă următoarele etape ale procedeului conform 43 invenției:

- emiterea unui fascicul de lumină 1, folosind o sursă de lumină 2, și divizarea 45 acestuia, cu ajutorul unui divizor de fascicul 6, în două fascicule, respectiv, un fascicul de lumină 9, de referință, rezultat prin intermediul divizorului de fascicul 6 și având caracteristici 47

RO 126338 Β1 spectrale și geometrice similare fasciculului de lumină 1, emis de către sursa de lumină 2, și, respectiv, un fascicul de lumină 1, astfel încât fasciculul de lumină 1 emis să fie incident, o primă oară, la una dintre suprafețele unei prisme optice 3, la un unghi mai mare decât unghiul critic la care are loc fenomenul de reflexie internă, totală, cu definirea, pe respectiva suprafață a prismei optice 3, a unei zone de reflexie delimitând o suprafață de reflexie internă, totală, căreia îi este asociat în mod corespunzător un coeficient de reflexie internă, totală, de 100%;

- aducerea unui obiect a, a cărui deplasare se dorește a fi măsurată, deasupra zonei de reflexie menționată, în imediata vecinătate a suprafaței de reflexie internă, totală, a prismei optice 3, astfel încât, prin apropierea de suprafața de reflexie a prismei optice 3, să aibă loc apariția fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, la care să fie supus, pentru o primă oară, fasciculul de lumină 1, și care să conducă la reducerea, cu o primă fracțiune, a intensității respectivului fascicul de lumină 1, reflectat, și respectiv, la reducerea, în mod corespunzător, a valorii coeficientului de reflexie internă, totală;

- direcționarea fasciculului de lumină 1, supus fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, către o oglindă reflectorizantă 4, dispusă la exterior în raport cu o suprafață de ieșire a prismei optice 3, astfel încât, prin reflexia la incidență normală pe oglinda reflectorizantă 4, fasciculul de lumină 1, reflectat, să se reîntoarcă pe același traseu, parcurs în sens invers, către zona de reflexie menționată, unde are loc apariția fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, la care este supus, pentru o a doua oară, fasciculul de lumină 1, care conduce la reducerea, cu o nouă fracțiune, a intensității respectivului fascicul de lumină 1, reflectat, și, respectiv, la reducerea, în mod corespunzător, a valorii coeficientului de reflexie internă, totală, oglinda reflectorizantă 4 putând fi înlocuită, după necesități, cu un strat reflector 5, depus direct pe suprafața de ieșire a fasciculului de lumină 1, care îi permite acestuia reîntoarcerea, pe același traseu, ca urmare a reflectatării lui de către respectivul strat reflector 5;

- multiplicarea, după caz, a fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, prin interpunerea, pe traseul fasciculului de lumină 1, între prisma optică 3 și divizorul de fascicul 6, a unei oglinzi semitransparente 12, care să permită trecerea multiplă, înapoi în prisma optică 3, a fasciculului de lumină 1, reflectat, multiplicare a fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, care conduce la reducerea, cu noi fracțiuni, a intensității respectivului fascicul de lumină 1, reflectat, și, respectiv, la reducerea, în mod corespunzător, a valorii coeficientului de reflexie internă, totală, și obținerea, pe baza valorii calculate a acestuia, a deplasării obiectului a, detectată ca variație a distanței dintre prisma optică 3 și respectivul obiect a, supus măsurătorilor.

- captarea, cu ajutorul unui ansamblu de două fotodetectoare 7 și, respectiv, 10, a fasciculului de lumină 1, reflectat, obținut la ieșirea din prisma optică 3, și, respectiv, a fasciculului de lumină 9, de referință, obținut la ieșirea din divizorul de fascicul 6, și furnizarea, la ieșirea celor două fotodetectoare 7 șirespectiv, 10, menționate, a două semnale electrice, proporționale, fiecare, cu intensitatea fasciculului de lumină 7 și, respectiv, 9, captat;

- calcularea, în cazul producerii repetate a fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, a coeficientului de reflexie internă, totală, cu ajutorul unui bloc de prelucrare și afișare electronică 8, prin realizarea raportului celor două semnale date de către ansamblul celor două fotodetectoare 7 și, respectiv, 10, și obținerea, pe baza valorii calculate a coeficientului de reflexie internă, totală, a deplasării obiectului a, ca distanță dintre obiectul a, vizat, și suprafața de reflexie internă, totală, menționată.

RO 126338 Β1 în cadrul procedeului conform invenției, fasciculul de lumină 1, emis de către sursa 1 de lumină 2, precum și cel de la intrarea în prisma optică 3, este paralel, monocromatic, putând fi coerent, parțial coerent sau necoerent, având domeniul spectral cuprins în intervalul 3

200 nm 6 pm, de preferință, între 200 nm și 1 pm.

Sistemul de măsură folosește procedeul menționat anterior și cuprinde elementele 5 fizice descrise mai sus.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în ceea ce privește 7 sistemul, prezentat în legătură cu fig.1 și 2. Astfel, prisma optică 3 este făcută din sticlă cu indice de refracție egal cu 1,65 și este sub formă de triunghi isoscel cu unghiurile bazei egale 9 cu 45°. Reflexia internă are loc pe latura corespunzătoare bazei triunghiului. Fasciculul de lumină 1, cu o lungime de undă de 400 nm, emis de sursa de lumină 2, care este un LED, 11 și cu o putere de 1 W, întâlnește oglinda reflectorizantă 4, care este un alcătuită dintr-un strat metalic de Au depus pe substrat de sticlă, reflexia având loc pe suprafața metalică. 13 într-o altă variantă, pe prisma optică 3, se depune direct stratul reflector 5, de Au, astfel încât fasciculul de lumină 1 să fie reflectat de acesta, după ce a suferit o primă reflexie 15 internă, totală, frustrată. Fasciculul de lumină 1 este deviat, după a doua reflexie internă, totală, frustrată, și după ce iese din prisma optică 3, de către divizorul de fascicul 6, care este 17 făcut din sticlă cu un coeficient de reflexie de 50%, și trimis către fotodetectorul 7, din Si. Fotodetectorul 10 poate fi, de asemenea, o fotodiodă de Si. Subansamblul optic 11 este 19 format din două lentile, care preiau fasciculul emis de către sursa de lumină 2, care are o divergență de 15°, și îl transformă într-un fascicul paralel. Oglinda semitransparentă 12 este 21 formată dintr-o bucată paralelipipedică din sticlă al cărei coeficient de reflexie este de 50%.

Față de cele de mai sus, rezultă următoarea alcătuire a sistemului conform invenției: 23

- o sursă de lumină 2, monocromatică, care produce, în sine sau cu ajutorul unui subansamblu optic 11, un fascicul de lumină 1, paralel, monocromatic, ce poate fi coerent, 25 parțial coerent sau necoerent, având domeniul spectral cuprins în intervalul 200 nm 6 pm, de preferință, între 200 nm și 1 pm; 27

- un divizor de fascicul 6, care interpus în calea fasciculului de lumină 1, menționat, realizează divizarea acestuia în două fascicule, respectiv, un fascicul de lumină 1, de 29 reflexie, paralel, și, respectiv, un fascicul de lumină 9, de referință;

- o prismă optică 3, de formă triunghiulară, dispusă astfel încât fasciculul de lumină 31

1, paralel, emis de către sursa de lumină 2, să fie normal pe suprafețele de intrare și de ieșire ale prismei optice 3, în care va avea loc, pe una dintre fețe, considerată bază, reflexia 33 internă, totală, frustrată, a fasciculului de lumină 1, paralel, incident la una dintre fețele laterale ale prismei optice 3; 35

- o oglindă reflectorizantă 4, dispusă la exterior de prisma optică 3, triunghiulară, astfel încât fasciculul de lumină 1, paralel, de ieșire din prisma optică 3, menționată, să aibă 37 incidență normală, la oglinda reflectorizantă 4, care să permită reîntoarcerea, pe același traseu, a fasciculului de lumină 1, paralel, reflectat de către respectiva oglindă reflectorizantă 4; 39

- un ansamblu de două fotodetectoare 7 și, respectiv, 10, care să permită, respectiv, captarea fasciculului de lumină 1, paralel, reflectat, și, respectiv, captarea fasciculului de 41 lumină 9, de referință, și furnizarea, la ieșire, a unor semnale electrice;

- un bloc de prelucrare și afișare electronică 8, la intrarea căruia se conectează cele 43 două fotodetectoare 7 și 10, menționate, ale căror semnale electrice furnizate sunt supuse procesării, în cadrul respectivului bloc de prelucrare și afișare electronică 8, care realizează 45 calcularea coeficientului de reflexie la reflexia internă, totală, frustrată, prin raportarea valorilor măsurate, date de către fotodetectoarele 7 și 10. 47

RO 126338 Β1

Sistemul conform invenției, mai cuprinde o oglindă semitransparentă 12, care să permită trecerea multiplă, înapoi în prisma optică 3, a fasciculului de lumină 1, paralel, reflectat, astfel încât să poată avea loc multiplicarea fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată.

în cadrul sistemului conform invenției, oglinda reflectorizantă 4 poate fi înlocuită, după necesități, cu un strat reflector 5, depus direct pe suprafața de ieșire a fasciculului de lumină

1, care îi permite acestuia reîntoarcerea, pe același traseu, ca urmare a reflectării lui de către respectivul strat reflector 5;

în cadrul sistemului conform invenției, oglinda reflectorizantă 4, oglinda semitransparentă 12 și, respectiv, stratul reflector 5 pot fi de tip metalic, de tip dielectric sau 11 de tip dielectric multistrat, coeficientul de reflexie fiind cuprins între 1 și 99,99%, în cazul oglinzii reflectorizante 4 și a stratului reflector 5, și, respectiv, între 1 și 99%, în cazul oglinzii 13 semitransparente 12.

Claims (6)

1. Revendicări 1

   1. Procedeu de măsurare a deplasărilor foarte mici, folosind reflexia internă, totală, 3 frustrată, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde următoarele etape:

   - emiterea unui fascicul de lumină (1), folosind o sursă de lumină (2), și divizarea 5 acestuia, cu ajutorul unui divizor de fascicul (6), în două fascicule, respectiv, un fascicul de lumină (9) de referință, rezultat prin intermediul divizorului de fascicul (6) și având 7 caracteristici spectrale și geometrice similare fasciculului de lumină (1) emis de către sursa de lumină (2), și, respectiv, un fascicul de lumină (1), astfel încât fasciculul de lumină (1) 9 emis să fie incident, o primă oară, la una dintre suprafețele unei prisme optice (3), la un unghi mai mare decât unghiul critic la care are loc fenomenul de reflexie internă, totală, cu 11 definirea, pe respectiva suprafață a prismei optice (3), a unei zone de reflexie, delimitând o suprafață de reflexie internă, totală, căreia îi este asociat, în mod corespunzător, un 13 coeficient de reflexie internă, totală, de 100%;

   - aducerea unui obiect (a), a cărui deplasare se dorește a fi măsurată, deasupra 15 zonei de reflexie menționată, în imediata vecinătate a suprafaței de reflexie internă, totală, a prismei optice (3), astfel încât, prin apropierea de suprafața de reflexie a prismei optice (3), 17 să aibă loc apariția fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, la care să fie supus, pentru o primă oară, fasciculul de lumină (1), și care să conducă la reducerea, cu o primă 19 fracțiune, a intensității respectivului fascicul de lumină (1), reflectat, și, respectiv, la reducerea, în mod corespunzător, a valorii coeficientului de reflexie internă, totală; 21

   - direcționarea fasciculului de lumină (1), supus fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, către o oglindă reflectorizantă (4), dispusă la exteriorîn raport cu o suprafață 23 de ieșire a prismei optice (3), astfel încât, prin reflexia la incidență normală pe oglinda reflectorizantă (4), fasciculul de lumină (1) reflectat să se reîntoarcă pe același traseu, 25 parcurs în sens invers, către zona de reflexie menționată, unde are loc apariția fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, la care este supus, pentru o a doua oară, fasciculul de 27 lumină (1), care conduce la reducerea, cu o nouă fracțiune, a intensității respectivului fascicul de lumină (1) reflectat, și, respectiv, la reducerea în mod corespunzător a valorii 29 coeficientului de reflexie internă, totală, oglinda reflectorizantă (4) putând fi înlocuită, după necesități, cu un strat reflector (5), depus direct pe suprafața de ieșire a fasciculului de 31 lumină (1), care îi permite acestuia reîntoarcerea, pe același traseu, ca urmare a reflectării lui de către respectivul strat reflector (5); 33

   - multiplicarea, după caz, a fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, prin interpunerea, pe traseul fasciculului de lumină (1), între prisma optică (3) și divizorul de 35 fascicul (6), a unei oglinzi semitransparente (12), care să permită trecerea multiplă, înapoi în prisma optică (3), a fasciculului de lumină (1) reflectat, multiplicare a fenomenului de 37 reflexie internă, totală, frustrată, care conduce la reducerea, cu noi fracțiuni, a intensității respectivului fascicul de lumină (1) reflectat, și, respectiv, la reducerea, în mod 39 corespunzător, a valorii coeficientului de reflexie internă, totală, și obținerea, pe baza valorii calculate a acestuia, a deplasării obiectului (a), detectată ca variație a distanței dintre prisma 41 optică (3) și respectivul obiect (a) supus măsurătorilor.

   - captarea, cu ajutorul unui ansamblu de două fotodetectoare (7 și, respectiv, 10), a 43 fasciculului de lumină (1) reflectat, obținut la ieșirea din prisma optică (3), și, respectiv, a fasciculului de lumină (9) de referință, obținut la ieșirea din divizorul de fascicul (6), și furnizarea, 45 la ieșirea celor două fotodetectoare (7 și, respectiv, 10) menționate, a două semnale electrice, proporționale, fiecare, cu intensitatea fasciculului de lumină (7 și, respectiv, 9) captat; 47

   RO 126338 Β1

   - calcularea, în cazul producerii repetate a fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată, a coeficientului de reflexie internă, totală, cu ajutorul unui bloc de prelucrare și afișare electronică (8), prin realizarea raportului celor două semnale date de către ansamblul celor două fotodetectoare (7 și, respectiv, 10), și obținerea, pe baza valorii calculate a coeficientului de reflexie internă, totală, a deplasării obiectului (a), ca distanță dintre obiectul (a) vizat și suprafața de reflexie internă, totală, menționată.
2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că fasciculul de lumină (1) emis de către sursa de lumină (2), precum și cel de la intrarea în prisma optică (3), este paralel, monocromatic, putând fi coerent, parțial coerent sau necoerent, având domeniul spectral cuprins în intervalul 200 nm + 6 pm, de preferință, între 200 nm și 1 pm.
3. 3. Sistem pentru aplicarea procedeului de la revendicarea 1, caracterizat prin aceea că are în alcătuire:

   - o sursă de lumină (2) monocromatică, care produce, în sine sau cu ajutorul unui subansamblu optic (11), un fascicul de lumină (1) paralel, monocromatic, ce poate fi coerent, parțial coerent sau necoerent, având domeniul spectral cuprins în intervalul 200 nm + 6 pm, de preferință, între 200 nm și 1 pm;

   - un divizor de fascicul (6), care interpus în calea fasciculului de lumină (1) menționat, realizează divizarea acestuia în două fascicule, respectiv, un fascicul de lumină (1) de reflexie, paralel, și, respectiv, un fascicul de lumină (9) de referință;

   - o prismă optică (3), de formă triunghiulară, dispusă astfel încât fasciculul de lumină (1) paralel, emis de către sursa de lumină (2), să fie normal pe suprafețele de intrare și de ieșire ale prismei optice (3), în care va avea loc, pe una dintre fețe, considerată bază, reflexia internă, totală, frustrată, a fasciculului de lumină (1) paralel, incident la una dintre fețele laterale ale prismei optice (3);

   - o oglindă reflectorizantă (4), dispusă la exterior de prisma optică (3), triunghiulară, astfel încât fasciculul de lumină (1) paralel, de ieșire din prisma optică (3), menționată, să aibă incidență normală, la oglinda reflectorizantă (4), care să permită reîntoarcerea, pe același traseu, a fasciculului de lumină (1) paralel, reflectat de către respectiva oglindă reflectorizantă (4);

   - un ansamblu de două fotodetectoare (7 și, respectiv, 10) care să permită, respectiv, captarea fasciculului de lumină (1) paralel, reflectat, și, respectiv, captarea fasciculului de lumină (9) de referință, și furnizarea la ieșire a unor semnale electrice;

   - un bloc de prelucrare și afișare electronică (8), la intrarea căruia se conectează cele două fotodetectoare (7 și 10) menționate, ale căror semnale electrice furnizate sunt supuse procesării în cadrul respectivului bloc de prelucrare și afișare electronică (8), care realizează calcularea coeficientului de reflexie la reflexia internă, totală, frustrată, prin raportarea valorilor măsurate, date de către fotodetectoare (7 și 10).
4. 4. Sistem conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că, mai cuprinde o oglindă semitransparentă (12), care să permită trecerea multiplă, înapoi în prisma optică (3), a fasciculului de lumină (1) paralel, reflectat, astfel încât să poată avea loc multiplicarea fenomenului de reflexie internă, totală, frustrată.
5. 5. Sistem conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că oglinda reflectorizantă (4) poate fi înlocuită, după necesități, cu un strat reflector (5), depus direct pe suprafața de ieșire a fasciculului de lumină (1), care îi permite acestuia reîntoarcerea, pe același traseu, ca urmare a reflectării lui de către respectivul strat reflector (5).

   RO 126338 Β1
6. 6. Sistem conform uneia dintre revendicările de la 3 la 5, caracterizat prin aceea că 1 oglinda reflectorizantă (4), oglinda semitransparentă (12) și, respectiv, stratul reflector (5) pot fi de tip metalic, de tip dielectric sau de tip dielectric multistrat, coeficientul de reflexie fiind 3 cuprins între 1 și 99,99%, în cazul oglinzii reflectorizante (4) și a stratului reflector (5), și, respectiv, între 1 și 99%, în cazul oglinzii semitransparente (12). 5