RU1779913C - Интерферометр дл измерени перемещений объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  величины и скорости перемещени  объектов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности, увеличение диапазона измерений, повышение их надежности за счет уменьшени  потерь энергии. В каждом из интерференционных потоков располагают идентичные регистрирующие системы, состо щие соответственно из светодели- тельных пол ризационных призм, развернутых друг относительно друга на 45° вокруг Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  величины и скорости перемещени  объектов. Известен интерферометр типа Май- кельсона дл  измерени  перемещений, содержащий лазер с пол ризующим элементом на выходе, элемент дл  сдвига фаз, расположенный в опорном плече интерферометра , отражатель измерительного плеча в виде уголкового отражател , пол ризационный расщепитель, установленный оптической оси, так что угол между их векторами пол ризации Si и $2 также составл ет 45° и фотоприемников. Пройд  через фазовые пластины, главные оси которых развернуты на 90°, световые потоки с противоположно направленной круговой пол ризацией отражаютс  от угловых отражателей и интерферируют между собой на светоделительной грани светоделител . За счет разворота призм достигаетс  выделение четырех интерференционных потоков, векторы пол ризации которых повернуты друг относительно друга также на 45°. Фотоприемники регистрируют эти потоки и преобразуют их в электрические сигналы, сдвинутые по фазе на nil между собой. Набор этих сигналов определ ет направление и величину перемещени  уголкового отражател  измерительного канала. Использование изобретени  позвол ет путем уменьшени  потерь световой энергии увеличить диапазон измерений и надежность работы системы за счет повышени  помехозащищенности и снижени  требований к уровню вибрации. 1 ил. на выходе интерферометра и фоторегистри- рующую систему 1 j. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  интерферометр , предназначенный дл  измерени  перемещений, содержащий два отдельных пучка света, полученных от одного источника , один из которых отражен от подвижного зеркала, другой - от неподвижного, фотоприемники , принимающие интерферированные пучки, и средства дл  круговой пол ризации пучков в противоположных насл С VI V Ю Ю СО

Description

правлени х. Интерферированный пучок разделен светоделител ми на три отдельных пучка, каждый из которых направлен на соответствующий фотоприемник. Между каждым фотоприемником и светоделителем расположен пол роид, причем ось одного пол роида находитс  под углом 45° к ос м двух других, которые ортогональны 2.

Недостатком этого интерферометра  вл ютс  большие потери световой энергии - более 75% (в два раза уменьшаетс  энерги  на расщепителе света на два пучка, далее еще в два раза на пол роидах).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и увеличение диапазона измерений за счет уменьшени  потерь энергии,

Указанна  цель достигаетс  тем, что интерферометр дл  измерени  перемещений обьекта, содержащий последовательно установленные лазер и светоделитель, дел щий пучок на два, о одном из которых установлены фазова  пластина и уголковый отражатель, а в другом пучке установлены втора  фазова  пластина и уголковый отражатель , предназначенный дл  установки на обьекге, и установленную на одном из выходов интерферометра систему регистрации , выполненную в виде светоделител  и двух фотоприемников, ориентированных так, что их оптические оси перпендикул рны , снабжен второй системой регистрации, идентичной первой, установленной на втором выходе интерферометра, в обеих системах регистрации светодели1вли выполнены в виде пол ризационных призм, установленных так, что векторы пол ризации призм образуют между собой угол 45°.

На чертеже изображена принципиальна  схема интерферометра дл  измерени  перемещений объекта.

Интерферометр содержит последовательно установленные лазер 1, снабженный пол ризующим элементом (не обозначен), и светоделитель 2, дел щий пучок на два. В одном пучке, опорном, установлена фазова  пластина 4 и неподвижный уголковый отражатель 5 (6). В другом, измерительном - пучке, установлены фазова  пластина 3 и уголковый отражатель 5, предназначенные дл  установки на объекте. Фазовые пластины 3 и 4 предназначены дл  создани  противоположно направленной круговой пол ризации.

На выходах интерферометра расположены две идентичные системы регистрации , кажда  из которых содержит светоделительную пол ризационную призму 7 (8) и два фотоприемника 9 и 10(1 Т и 12).

Фотоприемники в каждой системе регистрации расположены ортогонально. Свето- делительные пол ризационные призмы 7 и 8 установлены так, что векторы пол ризации призм Si и За образуют между собой угол 45°.

Интерферометр работает следующим образом. Линейно пол ризованный световой поток, выход щий из лазера 1, делитс 

светоделителем 2 на два пучка. Пройд  через фазовые пластины 3 и 4, главные оси которых развернуты на 90°, световые потоки с противоположно направленной круговой пол ризацией отражаютс  от уголковых

отражателей 5, 6 и интерферируют между собой на светоделительной грани светоделител  2. Каждый из интерференционных потоков попадает на соответствующую пол ризационную призму 7, 8 системы регистрации .

За счет расположени  пол ризационных призм 7, 8 так, что их векторы пол ризации образуют между собой угол 45°, достигаетс  выделение четырех интерференционных потоков, векторы пол ризации которых также развернуты на 45°. Фотоприемники 9, 10 и 11, 12 регистрируют эти потоки и преобразуют их в электрические сигналы, сдвинутые по фазе на л/2 между

собой, т.е. р sin , , -sin p, -cos у. Набор этих сигналов определ ет направление и величину перемещени  уголкового отражател , установленного на объекте,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Интерферометр дл  измерени  перемещений объекта, содержащий последовательно установленные лазер и светоделитель, дел щий пучок на два, в одном из которых установлены фазова  пластина и уголковый отражатель, а в другом пучке - втора  фазова  пластина и уголковый отражатель, предназначенный дл  установки на объекте, и система регистрации,

   выполненна  в виде светоделител  и двух фотоприемников, ориентированных так, что их оптические оси перпендикул рны, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и увеличени  диапазона измерений , он снабжен второй системой регистрации , идентичной первой, оптически св занной с первой системой через светоделитель , в обеих системах регистрации светоделители выполнены в виде пол ризационных призм, установленных так, что векторы пол ризации призм образуют между собой угол 45°.

   10