RU1805306C - Гетеродинный интерферометр - Google Patents

Description

сти. Затем пучки интерферируют в област х 23, 24, 25 вдоль оптической оси 13, а также вдоль оси 14. При этом максимум интерференции дл  моды TEMoi соответствует минимуму интерференции дл  моды ТЕМ 10, поскольку колебани  в представленных местами дольках 15, 16 взаимно противофаз- ны. В результате вдоль оптической оси 13 распростран етс  излучение преимущественно моды ТЕМсп, а в направлении оси 14 - моды ТЕМю. В случае равенства коэффициентов отражени  светоделителей 2, 9 их коэффициентам пропускани  (50%) в направлении оси 13 распростран етс  только модаТЕМот.ав направлении оси 14-только мода ТЕМю. Отразившись от уголковых отражателей 3, 4 и объединившись в светоделителе 2, излучени  мод интерферируют на поверхности фотоприемника 5, Сигнал с фотоприемника 5 поступает на блок 6 регистрации , где из исходных колебаний интерференционной картины с частотой

(V - V2 ± Av)

где v - частота моды ТЕМ01, Гц; v о - частота моды ТЕМЮ, Гц; Av - добавка из-за перемещени  отражател  4, Гц;

вычисл етс  скорость перемещени  отражател  4 и его координата.

Целесообразно выполнить астигматический элемент 7 в виде сферической, на- пример, плоско-вогнутой линзы, установленной влазере 1 под углом Брюсте- ра к оптической оси 11, Это обусловлено высокой технологичностью сферических поверхностей в оптическом производстве в отличие от любых других криволинейных поверхностей.

Целесообразно также укрепить светоделители 2, 9 и отражательное зеркало 10 жестко на основании из материала с низким коэффициентом теплового расширени , например из инвара или плавленого кварца, и термостатировать его при температуре, соответствующей максимуму интерференции излучени  моды TEMoi в направлении оптической оси 13.

Целесообразно также выбрать частоту биений мод v (см.выражение (1)) равной

v 2

V

Т

(2)

где Я-длина волны излучени  лазера 1, м; V - максимально возможна  скорость перемещени  отражател  4, м/с; v - частота биений, Гц;

тогда дл  радиуса сферической поверхности астигматического элемента 7 следует, согласно (1),

0)k

4 L

K(n-1)

(3)

где R - радиус, м;

с - скорость света, м/с;

L-длина резонатора лазера 1, м.

Например, при V 3 м/с следует V 10 МГц, и в гелий-неоновом лазере 1 ( А 0,63 мкм) длиной L 0,5 м при м 0,5 м имеем: R 7,2 м. С учетом того, что

R ш така  плоско-вогнута  линза несущественно отличаетс  по вносимым потер м от плоско-параллельной пластины и в рамках общеприн тых допусков на выполнение угла Брюстера ( ± 1°) она всегда может быть установлена в резонатор. При этом оптическа  ось 11 должна пересекать сферическую поверхность линзы в точке, в которой плоскость, касательна  к сфере, параллельна плоской поверхности линзы.

Дл  осуществлени  предлагаемого устройства может быть применена следующа  элементна  база. В качестве лазера 1 может быть использован любой одномодовый лазер; наиболее подходит широко примен емый лазер ОКГ-13 с небольшим-и доработками, св занными с установкой астигматического элемента 7. Светоделитель 2, уголковые отражатели 3, 4, фотоприемник 5 и блок регистрации 6 могут быть вз ты из

комплекта узлов измерител  перемещений ИПЛ-ЗОК. В качестве астигматического элемента 7 может быть использована подложка от зеркала лазера ОКГ-13 или аналогичного лазера. Светоделитель 9 и зеркало 10 относ тс  к издели м массового выпуска в оптической промышленности.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет расшить область задани  разности частот мод и диапазон

скоростей подвижного отражател , устранить из состава посто нные магниты, устранить чувствительность устройства к внешним магнитным пол м и, и тем самым, повысить надежность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Гетеродинный интерферометр, включающий лазер, светоделитель, подвижный и неподвижный уголковые отражатели, оптически св занный с лазером через отражатели и светоделитель фотоприемник, подключенный к нему блок регистрации и дополнительный светоделитель, установленный между лазером и основным светоделителем , отличающийс  тем, что, с

   целью повышени  быстродействи , надежности интерферометр снабжен астигматическим элементом с непрозрачным участком, нанесенным на его поверхность и совмещенным с оптической осью лазера,

   который установлен в резонаторе лазер; при этом оба светоделител  оптически св  заны через дополнительно введенный отра жатель.