RU1793204C - Laser interferometer for measuring object linear displacements - Google Patents
Laser interferometer for measuring object linear displacementsInfo
- Publication number
- RU1793204C RU1793204C SU914911410A SU4911410A RU1793204C RU 1793204 C RU1793204 C RU 1793204C SU 914911410 A SU914911410 A SU 914911410A SU 4911410 A SU4911410 A SU 4911410A RU 1793204 C RU1793204 C RU 1793204C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- linear displacements
- radiation
- laser interferometer
- polarization
- Prior art date
Links
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени с высокой точностью линейных перемещений. Цель изобретени - повышение точности и быстродействи измерени . Интерферометр содержит источник двухчэ- стотного.излучени , оптически св занный с пол ризационным и непол ризационным све- тоделительными кубиками, двум отражател ми и двум фотоприемными устройствами, св занными с электронно-вычислительным блоком. В качестве источника излучени используетс двухмодовый лазер, а каждое фотоприемное устройство состоит из фазовой А /4 пластинки, пол ризатора и фотодиода, работающего на частоте межмодовых биений. 1 ил.The invention relates to measuring technique and can be used to measure linear displacements with high accuracy. The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of measurement. The interferometer contains a source of two-frequency radiation, optically coupled to polarization and non-polarization beam-splitting cubes, two reflectors and two photodetectors connected to an electronic computing unit. A two-mode laser is used as a radiation source, and each photodetector consists of an A / 4 phase plate, a polarizer and a photodiode operating at the intermode beat frequency. 1 ill.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к лазерной интерферометрии , и может быть использовано дл измерений с высокой точностью линейных перемещений объектов.The invention relates to measuring technique, namely to laser interferometry, and can be used for measurements with high accuracy of linear movements of objects.
Наиболее близким к предлагаемому устройству вл етс лазерный интерферометр , содержащий источник двухчастотного излучени , оптически св занные с ним непол ризационный и пол ризационный све- тоделительные кубики, два отражател опорного и измерительного плеч интерферометра и два фотоприемных устройства, св занные электрически с электронно-вычислительным блоком.Closest to the proposed device is a laser interferometer containing a two-frequency radiation source, optically coupled non-polarization and polarization beam-splitting cubes, two reflectors of the reference and measuring arms of the interferometer, and two photodetectors, which are connected electrically to an electronic computer unit .
Целью изобретени вл етс повышение точности и быстродействи лазерного интерферометра.The aim of the invention is to increase the accuracy and speed of a laser interferometer.
Указанна цель достигаетс тем, что источник двухчастотного излучени выполнен в виде двухмодового частотно-стабилизи- ровнного лазера, а каждое фотоприемное устройство состоит из фазовой пластинки А/4, пол ризатора и фотодиода.This goal is achieved in that the two-frequency radiation source is made in the form of a two-mode frequency-stabilized laser, and each photodetector consists of an A / 4 phase plate, a polarizer and a photodiode.
На чертеже изображен предлагаемый интерферометр.The drawing shows the proposed interferometer.
Устройство содержит источник 1 монохроматического излучени , работающий в режиме генерации двух продольных мод, оптически св занные с ним пол ризационный 2 и пол ризационный 3 светоделитель- ные кубики, отражатели 4 и 5 опорного и измерительного плеч интерферометра и два фотоприемных устройства 6 и 7. Каждое фотоприемное устройство состоит из четвертьволновой фазосдвигающей пластинки 10, пол ризатора 11 и фотодиодов 12, работающих на частоте межмодовых биений. Выходы фотоприемных устройств соединены с электронным блоком R и блоком 9 цифровой индикации.The device contains a monochromatic radiation source 1 operating in the mode of generation of two longitudinal modes, polarizing 2 and polarizing 3 beam-splitting cubes optically associated with it, reflectors 4 and 5 of the reference and measuring arms of the interferometer, and two photodetectors 6 and 7. Each The photodetector consists of a quarter wave phase shifting plate 10, a polarizer 11, and photodiodes 12 operating at an intermode beat frequency. The outputs of the photodetectors are connected to the electronic unit R and the digital indication unit 9.
Излучение источника монохроматического излучени представл ет собой две моды излучени с ортогональными линейными пол ризаци ми и отличающиес по частоте на 640 МГц. После отражени от светодели- тельной грани кубика 2 обе пол ризации поступают на фотоприемное устройство 6.The radiation of a monochromatic radiation source is two radiation modes with orthogonal linear polarizations and differing in frequency at 640 MHz. After reflection from the beam splitting face of the cube 2, both polarizations arrive at the photodetector 6.
со Сwith C
4 Ю GJ4 Yu GJ
юYu
gg
Фазова А/4 пластинка 10 ориентирована так, что главна ось ее составл ет углы в 45° к пол ризаци м компонент лазерного излучени . На выходе фазовой пластинки образуютс две ортогональные круговые пол ризации с той же разностью частот, Пол ризатор 11 пропускает на фотоприемник 12 линейно пол ризованные разночастот- ные излучени . В результате оптического гетеродинировани на выходе фотоприемника по вл етс электрический сигнал на частоте межмодовых биений f0 640 МГцThe phase A / 4 plate 10 is oriented so that its main axis is at angles of 45 ° to the polarized components of the laser radiation. Two orthogonal circular polarizations with the same frequency difference are formed at the output of the phase plate. Polarizer 11 passes linearly polarized different-frequency radiation to the photodetector 12. As a result of optical heterodyning, an electrical signal appears at the output of the photodetector at an intermode beat frequency of f0 640 MHz
Uo Uosln2 fot,(1) где U0 - амплитуда сигнала,Uo Uosln2 fot, (1) where U0 is the signal amplitude,
Прошедшее через кубик 2 излучение лазера попадает на пол ризационный кубик 3 интерферометра Майкельсона, на котором оно делитс по пол ризаци м. Отразившись от измерительного и опорного отражателей интерферометра лучи с разными пол ризаци ми совмещаютс на том же кубике и поступают на фотоприемнбе устройство 7, на выходе которого возникает электрический сигнал на частоте to,аналогичный (1).The laser radiation transmitted through cube 2 is incident on the polarization cube 3 of the Michelson interferometer, in which it is divided by polarization. When reflected from the measuring and reference reflectors of the interferometer, the rays with different polarizations are combined on the same cube and the device 7 is transmitted to the photodetector, whose output there is an electric signal at a frequency to, similar to (1).
Работает устройство следующим образом . . ,. : ;. :; . ..; The device operates as follows. . ,. :;. :; . ..;
При перемещении измерительного отражател 5, закрепленного на подвижной части машины, относительно опорного отражател 4 с кубиком 3 частота электрического сигнала на фотоприемнике 7 измен етс на величину допплеровского сдвигаWhen moving the measuring reflector 5, mounted on the moving part of the machine, relative to the reference reflector 4 with a cube 3, the frequency of the electric signal at the photodetector 7 changes by the value of the Doppler shift
XMt) XMt)
где v(t) - скорость движени объекта; А-длина волны света; t-врем .where v (t) is the speed of the object; A is the wavelength of light; t time
При перемещении отражател 5 в на- правлении к кубику 3 частота сигнала на фотоприемнике 7 увеличиваетс , а при перемещении в обратном направлении - уменьшаетс на величину (2). Сигналы с фотоприемных устройств 6 и 7 подаютс в электронный блок 8, где они усиливаютс , преобразуютс по частоте и поступают в блок 9 цифровой индикации. В последнем происходит измерение фазового сдвига сигналов фотоприемников 6 и 7, равного - When the reflector 5 moves towards the cube 3, the signal frequency at the photodetector 7 increases, and when moving in the opposite direction it decreases by the amount (2). The signals from the photodetectors 6 and 7 are fed to the electronic unit 8, where they are amplified, converted in frequency and fed to the digital display unit 9. In the latter there is a measurement of the phase shift of the signals of the photodetectors 6 and 7, equal to -
Др .Г0 (t)dt V(t),Dr. Г0 (t) dt V (t),
-ТгЛV(t),(3)-TgLV (t), (3)
Где X - перемещение отражател 5; . k - оптическое волновое число, k 2 л/А Блок цифровой индикации 9 представл ет значение перемещени X в цифровом виде с дискретностью А/8 или А /64.Where X is the movement of the reflector 5; . k is the optical wave number, k 2 l / A. The digital display unit 9 represents the displacement value X in digital form with a resolution of A / 8 or A / 64.
Формуламзобретени Formulas of the invention
Лазерный интерферометр дл измерени линейных перемещений объекта, содержащий источник двухчастотного излучени , оптически св занные с ним непол ризационный и пол ризационный светоделитель- ные кубики, два отражател опорного и измерительного Плеч интерферометра и два фотоприемных устройства, св занные электрически с электронно-вычислительным блоком, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и быстродействи измерени , источник двухчастотного излучени выполнен в виде двухмодового частотно-стабилизированного лазера, а каждое фотоприемное устройство состоит из фазовой пластинки А /4, пол ризатора и фотодиода.A laser interferometer for measuring linear displacements of an object, containing a source of two-frequency radiation, optically coupled non-polarization and polarization beam-splitting cubes, two reflectors of the reference and measuring arms of the interferometer, and two photodetectors, which are connected electrically to an electronic computer unit, characterized the fact that, in order to improve the accuracy and speed of measurement, the source of two-frequency radiation is made in the form of a two-mode frequency-stabilized laser, and Each photodetector consists of an A / 4 phase plate, a polarizer, and a photodiode.
гg
:±3//| : ± 3 // |
XV XV
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914911410A RU1793204C (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Laser interferometer for measuring object linear displacements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914911410A RU1793204C (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Laser interferometer for measuring object linear displacements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1793204C true RU1793204C (en) | 1993-02-07 |
Family
ID=21560599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914911410A RU1793204C (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Laser interferometer for measuring object linear displacements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1793204C (en) |
-
1991
- 1991-02-15 RU SU914911410A patent/RU1793204C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US Nb345B259, кл. 356-106,1969. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4824251A (en) | Optical position sensor using coherent detection and polarization preserving optical fiber | |
US3891321A (en) | Optical method and apparatus for measuring the relative displacement of a diffraction grid | |
EP0321252B1 (en) | Optical fiber sensor | |
EP0433008B1 (en) | Laser interferometric measuring apparatus | |
US4642458A (en) | Polarimetric fibre sensor | |
US5274436A (en) | Laser interferometer for measuring distance using a frequency difference between two laser beams | |
US3635552A (en) | Optical interferometer | |
US4807997A (en) | Angular displacement measuring interferometer | |
RU1793204C (en) | Laser interferometer for measuring object linear displacements | |
JP3499044B2 (en) | Micro displacement measurement method and device | |
RU2025655C1 (en) | Interferometer for measuring displacements | |
WO2004003526A1 (en) | Heterodyne laser interferometer using heterogeneous mode helium-neon laser and super heterodyne phase measuring method | |
RU2069839C1 (en) | Device determining lateral displacements | |
JPS6355035B2 (en) | ||
GB2107079A (en) | Improvements in or relating to interferometers | |
SU765666A1 (en) | Device for measuring phase-frequency characteristics of mechanical oscillations | |
RU1800259C (en) | Interferometer for measuring linear displacements of objects | |
SU1587328A1 (en) | Interferometer for measuring distances | |
SU1130736A1 (en) | Device for measuring displacement | |
EP3631373B1 (en) | Method and system for contactless detection of rotational movement | |
JP2655647B2 (en) | Optical integrated circuit interferometer | |
RU1779913C (en) | Interferometer for measuring motions of object | |
RU2059198C1 (en) | Device for measurement displacement | |
SU756194A1 (en) | Device for measuring object motion parameters | |
SU1290090A1 (en) | Device for measuring double-ray refraction of reflecting optical information media |