RU1809302C - Интерференционное устройство дл измерени линейных перемещений объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение области применени  за счет обеспечени  инвариантности к примен емому лазерному интерферометру . Цель достигаетс  путем введени  в устройство стабилизатора тока накачки лазера, включенного между источником питани  и лазером, причем управл ющий вход стабилизатора подключен к формирователю сигнала приращени  длины волны лазера. Устройство содержит полупроводниковый лазер с источником питани , стабилизатор тока накачки лазера, интерференционный измеритель перемещений объекта, оптический блок каскадного интерферометра, выдел ющий приращение длины волны лазера, соединенные последовательно анализатор и формирователь , управл ющие через стабилизатор током накачки лазера. 1 ил. СО

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть применено при точных измерени х линейных перемещений различных объектов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и обеспечение инвариантности к примен емому интерференционному измерителю линейных перемещений объекта .

Цель достигаетс  тем, что в устройство введен стабилизатор тока накачки лазера, включенный между источником питани  и лазером, причем управл ющий вход стабилизатора тока накачки подключен к выходу формировател .

На чертеже изображена блок-схема устройства .

Интерференционное устройство дл  измерени  линейных перемещений объекта содержит полупроводниковый лазер 1. светоделитель 2, второй светоделитель в виде куб-призмы 3, угловые отражатели 4 и 5, фотоприемники 6, 7, 8, 9 и 10, третий светоделитель 11, первое,второе и третье, зерка- ла 12. 13, и 14 оптический блок 15 каскадного интерферометра, анализатор 16 изменени  длины волны лазера, формирователь 17. стабилизатор 18 тока накачки лазера , источник 19 питани ,

Луч от лазера 1 расщепл етс  светоделителем 2 на два потока а и б. Поток а направлен на светоделитель 3, где расщепл  сь и рекомбиниру , несет информацию о перемещении отражател  5, котора  фиксируетс  фотоприемни.ком 6. Поток б расщепл етс  светоделителем 11 на два пучка, направл емых в оптический блок каскадного , интерферометра 15, причем зеркалами 12, 13 и 14 создаетс  посто нна  разность длин оптических путей, величина которой

00

о ю со о ю

сш

обеспечивает изменение разности фаз пучков на входе в оптический блок каскадного интерферометра 15 на 360°, при изменении длины волны лазерного излучени  на расчетную величину ДА. На выходе оптического блока каскадного интерферометра 15 образуютс  две пары потоков, максимумы интенсивности которых сдвинуты относительно друг друга в парах на ДА /2, а между парами на ДА /4. Потоки фиксируютс  фотоприемниками 7, 8, 9 и 10, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым входами анализатора 16, выход которого через формирователь 17 подключен к управл ющему входу стабилизатора 18 тока накачки лазера, включенного между источником питани  19 и лазером 1.

Работа интерференционного устройства осуществл етс  следующим образом.

Луч света от лазера 1 расщепл етс  светоделителем 2 на два потока А и В. Поток А направлен в интерферометр (интерференционный измеритель линейных перемещений объекта) перемещений и делитс  светоделителем 3 на два луча: опорный и измерительный. Опорный луч падает на уголковый отражатель 4, измерительный - на уголковый отражатель 5. закрепленный на перемещающемс  объекте (не показан). Фаза измерительного луча в точке рекомбинации при неизменной длине волны лазерного излучени   вл етс  функцией, завис щей от положени  уголкового отражател  5. В результате рекомбинации опорного и измерительного лучей образуетс  поток, подающий на фотоприемник 6, причем интенсивность потока зависит от положени  отражател  5. Количество зафиксированных фотоприемником 6 ин- терференцированных полос  вл етс  информацией о перемещении отражател  5.

При изменении длины волны лазерного излучени  фазы опорного и измерительного лучей в точке рекомбинации на полупрозрачной грани светоделител  3 мен ютс , но мен ютс  на разные величины из-за разности путей, проходимых лучами, вследствие чего интенсивность потока после их рекомбинации зависит дополнительно от величины измерени  длины волны лазерного излучени  ДА. Однако при изменении длины волны излучени  происходит изменение освещенности фотоприемников 7, 8, 9 и 10, которое  вл етс  функцией только изменени  длины волны лазерного излучени . При изменении длины волны излучени  на величину ДА максимум освещенности поочередно по витс  на каждом из фотоприемников , 8,9 и 10. По вление максимума на каждом из фотоприемников фиксируетс  анализатором 16. При этом по вление каждого последнего максимума  вл етс  информацией об изменении длины волны излучени  на величину ДА /4. Очередность по влени  максимумов в виде импульсов с фотоприемников,  вл юща с  информацией о направлении изменени  (уменьше- ние или увеличение) длины волны лазерного излучени  преобразуетс  анализатором 16 в код, поступающий нз формирователь 17, с выхода которого напр жение подаетс  на управл ющий вход стабилизатора 18. Кото- рый измен ет величину тока накачки лазера 1. Таким образом, при изменении длины волны излучени  лазера 1 на величину ДА /4 происходит уменьшение или увеличение (в зависимости от направлени  изме- нени  длины волны излучени )тока накачки лазера 1, вследствие чего увеличиваетс  или уменьшаетс  длина волны излучени , то есть осуществл етс  стабилизаци  длины волны.

Дополнительным положительным,эффектом устройства  вл етс  быстродействие системы стабилизации длины волны лазера.

30

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Интерференционное устройство дл  из-1 мерени  линейных перемещений объекта, содержащее каскадный интерферометр, по- лупроводниковый лазер с источником питани , анализатор изменени  длины волны лазера, три светоделител , первый светоделитель установлен по ходу луча после лазера и делит подающее излучение на два потока, один из которых направлен на второй светоделитель в виде куб-призмы, дел щий падающее излучение на два потока, а второй поток направлен на третий светоделитель , дел щий падающее излучение на два потока, с посто нной разностью хода, которые направлены на оптический блок каскадного интерферометра,.два трехгранных уголковых отражател , первый фотоприемник ,  вл ющийс  измерительным устройст- вом, установленный е одном из потоков от второго светоделител , второй, третий, четвертый и п тый фотоприемники, установленные на выходе оптического блока каскадного интерферометра, выходы фото- приемников соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами анализатора изменени  длины волны . лазера с формирователем,  вл ющимс  корректирующим устройством, отличающ в в с   тем, что, с целью повышени  точности измерений и расширени  области применени  за счет обеспечени  инвариантности к примен емому интерференционобъекта . он снабжен стабили накачки лазера, включенным ником питани  и лазером, у вход стабилизатора тока нак

   ному измерителю линейных перемещений 5 чем к выходу формировател .

   объекта. он снабжен стабилизатором тока накачки лазера, включенным между источником питани  и лазером, управл ющий вход стабилизатора тока накачки подклю