RU2103662C1

RU2103662C1 - Stellar michelson interferometer

Info

Publication number: RU2103662C1
Application number: RU96122002/28A
Authority: RU
Inventors: Иван Петрович Дедов
Original assignee: Иван Петрович Дедов
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: measurement of angular dimensions of unresolved objects and their contouring. SUBSTANCE: interferometer is mounted for turning about axis directed to object. It has three channels each including deflecting mirrors, focusing system, contrast meter and common recording unit. EFFECT: simplified design, enhanced operational stability. 1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оптической контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых размеров неразрешаемых объектов и для их оконтуривания. The invention relates to optical instrumentation and can be used to measure the angular dimensions of unresolved objects and for their contouring.

Известен угломерный инструмент, называемый астрономическим посохом [1], представляющий собой трость с визиром и с нанесенной вдоль трости шкалой. На трости укреплена с возможностью перемещения вдоль трости поперечная планка с двумя визирами на ее концах. Передвигая поперечную планку вдоль трости, необходимо совместить визир, находящийся на трости у глаза наблюдателя, и визир на левом конце поперечной планки таким образом, чтобы они совпали с направлением на первую звезду, а визир, находящийся у глаза наблюдателя, и визир на правом конце поперечной планки необходимо совместить таким образом, чтобы они совпали с направлением на вторую звезду. Отсчет положения поперечной планки по шкале, нанесенной на трость, дает угловое расстояние между звездами. Недостаток известного технического решения заключается в низкой точности измерений. Known goniometer tool, called the astronomical staff [1], which is a cane with a sight and with a scale applied along the cane. On the cane, a transverse bar with two viziers at its ends is fixed with the possibility of movement along the cane. Moving the transverse bar along the cane, it is necessary to combine the sight on the cane at the eye of the observer and the sight on the left end of the cross in such a way that they coincide with the direction to the first star, and the sight on the right of the observer and the sight on the right end of the the planks must be combined so that they coincide with the direction to the second star. Counting the position of the transverse bar on a scale printed on a cane gives the angular distance between the stars. A disadvantage of the known technical solution is the low accuracy of the measurements.

Известны такие многочисленные варианты угломерных устройств, например, теодолиты [2] , гониометры [3] , секстанты [4], в которых измерение углов осуществляется с помощью круговой шкалы или ее части. Недостатком таких устройств является низкая точность измерений. Such numerous variants of goniometric devices are known, for example, theodolites [2], goniometers [3], sextants [4], in which the measurement of angles is carried out using a dial or part thereof. The disadvantage of such devices is the low accuracy of the measurements.

Известны такие многочисленные варианты подзорных труб, телескопов [5], позволяющих получить изображение исследуемого объекта и тем самым определить его угловые размеры. Недостаток этих оптических приборов заключается в невозможности определения угловых размеров исследуемого объекта в случае, когда его угловые размеры меньше разрешающей способности оптического прибора. Such numerous variants of telescopes and telescopes are known [5], which make it possible to obtain an image of the object under study and thereby determine its angular dimensions. The disadvantage of these optical devices is the impossibility of determining the angular dimensions of the investigated object in the case when its angular dimensions are less than the resolution of the optical device.

Известен интерферометр Рэлея [6], позволяющий изменить угловые размеры удаленных объектов. Из плоской волны, идущей от удаленного объекта, выделяются два параллельных пучка, которые на светочувствительной поверхности регистратора создают интерференционную картину, позволяющую рассчитать угловой размер источника. Недостаток известного технического решения заключается в том, что интерференционные полосы получаются очень узкими, что затрудняет процесс измерений. Known interferometer Rayleigh [6], which allows you to change the angular dimensions of distant objects. Two parallel beams are distinguished from a plane wave coming from a distant object, which create an interference pattern on the photosensitive surface of the recorder, which makes it possible to calculate the angular size of the source. A disadvantage of the known technical solution is that the interference fringes are very narrow, which complicates the measurement process.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является звездный интерферометр Майкельсона, описанный в [7] и содержащий два подвижных зеркала, расстояние между которыми можно изменять. Отраженные от этих зеркал лучи после вторичного отражения от поворотных зеркал направляются через фокусирующую оптическую систему в регистрирующее устройство. Контраст V интерференционной картины, определяемый как отношение разности между I_max и I_min к их сумме, где I_max - максимум интенсивности интерференционной картины, I_min - минимум интенсивности интерференционной картины, в известном устройстве описывается формулой:

где d - расстояние между подвижными зеркалами;
k - волновое число;
φ - угол, в котором наблюдается источник.The closest in technical essence to the proposed device is a Michelson star interferometer described in [7] and containing two movable mirrors, the distance between which can be changed. The rays reflected from these mirrors after secondary reflection from the rotary mirrors are directed through a focusing optical system to a recording device. The contrast V of the interference pattern, defined as the ratio of the difference between I _max and I _min to their sum, where I _max is the maximum intensity of the interference pattern, I _min is the minimum intensity of the interference pattern, in the known device is described by the formula:

where d is the distance between the moving mirrors;
k is the wave number;
φ is the angle at which the source is observed.

При увеличении расстояния d от нуля контраст постепенно уменьшается, при d₀ = 2π/(kφ) интерференционные полосы полностью размываются и контраст интерференционной картины становится равным нулю. По значению d₀ находим угловой размер удаленного объекта:

а с учетом того, что k = 2π/λ , где λ - длина волны, предыдущая формула принимает вид

Недостаток известного устройства заключается в необходимости перемещения зеркал в процессе проведения измерений, что требует затрат времени. При этом реализация конструкции, обеспечивающей перемещение и фиксацию подвижных зеркал, представляет определенные трудности. Кроме того, известное устройство позволяет определить угловой размер исследуемого объекта только в плоскости, проходящей через лучи, падающие на подвижные зеркала.As the distance d from zero increases, the contrast gradually decreases, at d ₀ = 2π / (kφ) the interference bands are completely blurred and the contrast of the interference pattern becomes zero. By value d ₀ we find the angular size of the remote object:

and taking into account the fact that k = 2π / λ, where λ is the wavelength, the previous formula takes the form

A disadvantage of the known device is the need to move the mirrors during the measurement process, which requires time. Moreover, the implementation of the design, providing the movement and fixation of the moving mirrors, presents certain difficulties. In addition, the known device allows you to determine the angular size of the investigated object only in the plane passing through the rays incident on the moving mirrors.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности оконтуривания исследуемого объекта и повышение быстродействия. The task to which the invention is directed is to expand the functionality by providing the ability to contour the object under study and improve performance.

Решение поставленной задачей обеспечивается тем, что в известное устройство, содержащее четыре зеркала, фокусирующую оптическую систему, измеритель контраста и регистрирующее устройство, при этом четыре зеркала, фокусирующая оптическая система и измеритель контраста установлены на основании, второе зеркало расположено на пути отраженного от первого зеркала луча, третье зеркало расположено на пути отраженного от четвертого зеркала луча, фокусирующая оптическая система расположена на пути отраженных от второго и третьего зеркал лучей, измеритель контраста расположен в области пересечения прошедших через фокусирующую оптическую систему лучей, выход измерителя контраста соединен с входом регистрирующего устройства, внесены следующие усовершенствования (п.1 формулы изобретения): он дополнительно содержит установленные на основании три светоделителя, две фокусирующие оптические системы, два измерителя контраста и четыре зеркала, причем пятое зеркало расположено на пути отраженного от шестого зеркала луча, первый светоделитель расположен на пути луча между первым и вторым зеркалами, второй светоделитель расположен на пути луча между четвертым и третьим зеркалами, третий светоделитель расположен на пути луча между шестым и пятым зеркалами, вторая фокусирующая оптическая система расположена на пути отраженных от второго светоделителя и пятого зеркала лучей, третья фокусирующая оптическая система расположена на пути последовательно отраженного от первого светоделителя, седьмого зеркала и восьмого зеркала луча и отраженного от третьего светоделителя луча, второй измеритель контраста расположен в области пересечения прошедших через вторую фокусирующую оптическую систему лучей, третий измеритель контраста расположен в области пересечения прошедших через третью фокусирующую оптическую систему лучей, выход второго измерителя контраста соединен с вторым входом регистрирующего устройства, выход третьего измерителя контраста соединен с третьим входом регистрирующего устройства, а основание, на котором установлены зеркала, светоделители, фокусирующие оптические системы и измерители контраста, выполнено с возможностью поворота вокруг направленной на исследуемый объект оси. The solution to this problem is provided by the fact that in a known device containing four mirrors, a focusing optical system, a contrast meter and a recording device, while four mirrors, a focusing optical system and a contrast meter are installed on the base, the second mirror is located in the path of the beam reflected from the first mirror , the third mirror is located in the path of the beam reflected from the fourth mirror, the focusing optical system is located in the path of the rays reflected from the second and third mirror , the contrast meter is located at the intersection of the rays transmitted through the focusing optical system, the output of the contrast meter is connected to the input of the recording device, the following improvements are made (claim 1): it additionally contains three beam splitters, two focusing optical systems, two meters contrast and four mirrors, and the fifth mirror is located on the path of the beam reflected from the sixth mirror, the first beam splitter is located on the path of the beam between the first and with the second mirrors, the second beam splitter is located on the beam path between the fourth and third mirrors, the third beam splitter is located on the beam path between the sixth and fifth mirrors, the second focusing optical system is located on the path of rays reflected from the second beam splitter and the fifth mirror, the third focusing optical system is located on the path sequentially reflected from the first beam splitter, the seventh mirror and the eighth mirror beam and reflected from the third beam splitter, the second contrast meter is located in areas of intersection of rays transmitted through the second focusing optical system, the third contrast meter is located in the region of intersection of rays transmitted through the third focusing optical system, the output of the second contrast meter is connected to the second input of the recording device, the output of the third contrast meter is connected to the third input of the recording device, and the base, on which mirrors, beam splitters, focusing optical systems and contrast meters are mounted, rotatable to Circle directed to the object under study axis.

Такое построение звездного интерферометра Майкельсона позволяет одновременно получить три интерференционных картины, сформированных на трех базах d, равных расстояниям между первым и четвертым, первым и шестым, четвертым и шестым зеркалами, измерить контраст этих трех интерференционных картин, определить по трем точкам график, описываемый формулой (1), вычислить значение базы d₀, при которой контраст равен нулю, и определить по формуле (3) угловой размер исследуемого объекта. За счет одновременности получения трех интерференционных картин, соответствующих трем разным базам, повышается быстродействие по сравнению с прототипом. За счет поворота интерферометра вокруг оси, направленной на исследуемый объект, обеспечивается возможность измерения угловых размеров исследуемого объекта в разных направлениях, что позволяет произвести оконтуривание объекта, в результате чего расширяются функциональные возможности предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.Such a construction of a Michelson stellar interferometer makes it possible to simultaneously obtain three interference patterns formed on three bases d, equal to the distances between the first and fourth, first and sixth, fourth and sixth mirrors, measure the contrast of these three interference patterns, determine the graph described by the formula (3) 1), calculate the value of the base d ₀ at which the contrast is zero, and determine by the formula (3) the angular size of the investigated object. Due to the simultaneous production of three interference patterns corresponding to three different bases, the performance is improved compared to the prototype. Due to the rotation of the interferometer around the axis directed to the object under study, it is possible to measure the angular dimensions of the object under study in different directions, which allows to outline the object, which expands the functionality of the proposed device compared to the prototype.

В частном случае (п. 2 формулы изобретения) измеритель контраста содержит передающую телевизионную камеру, устройство выделения телевизионной строки, измеритель амплитуды гармонического сигнала, измеритель постоянной составляющей и делитель, причем вход передающей телевизионной камеры оптически связан с выходом соответствующей фокусирующей оптической системы, выход передающей телевизионной камеры связан с входом устройства выделения телевизионной строки, выход устройства выделения телевизионной строки соединен с входом измерителя амплитуды гармонического сигнала и входом измерителя постоянной составляющей, выход измерителя амплитуды гармонического сигнала соединен с первым входом делителя, выход измерителя постоянной составляющей соединен с вторым входом делителя, а выход делителя соединен с соответствующим входом регистрирующего устройства. In the particular case (paragraph 2 of the claims), the contrast meter comprises a transmitting television camera, a television line separation device, a harmonic signal amplitude meter, a constant component meter and a divider, the input of the transmitting television camera being optically coupled to the output of the corresponding focusing optical system, the output of the transmitting television the camera is connected to the input of the television line highlighting device, the output of the television line highlighting device is connected to the input of the meter the amplitude of the harmonic signal and the input of the meter of the constant component, the output of the meter of the amplitude of the harmonic signal is connected to the first input of the divider, the output of the meter of the constant component is connected to the second input of the divider, and the output of the divider is connected to the corresponding input of the recording device.

Сущность изобретения поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего предлагаемое изобретение варианта выполнения и прилагаемыми чертежами. The invention is illustrated by the description of a specific, but not limiting the invention, an embodiment and the accompanying drawings.

На фиг.1 приведена функциональная схема заявляемого устройства; на фиг. 2 - рисунок, поясняющий принцип работы предлагаемого устройства; на фиг. 3 - рисунок, поясняющий принцип проведения оконтуривания исследуемого объекта; на фиг. 4 - функциональная схема варианта измерителя контраста; на фиг. 5 - рисунок, поясняющий принцип работы измерителя контраста. Figure 1 shows the functional diagram of the inventive device; in FIG. 2 is a drawing explaining the principle of operation of the proposed device; in FIG. 3 is a drawing explaining the principle of contouring the investigated object; in FIG. 4 is a functional diagram of a contrast meter variant; in FIG. 5 is a drawing explaining the principle of operation of a contrast meter.

Звездный интерферометр Майкельсона содержит (фиг. 1) первое зеркало 1, второе зеркало 2, третье зеркало 3, четвертое зеркало 4, пятое зеркало 5, шестое зеркало 6, седьмое зеркало 7, восьмое зеркало 8, первый светоделитель 9, второй светоделитель 10, третий светоделитель 11, первую фокусирующую оптическую систему 12, вторую фокусирующую оптическую систему 13, третью фокусирующую оптическую систему 14, первый измеритель контраста 15, второй измеритель контраста 16, третий измеритель контраста 17 и регистрирующее устройство 18. Второе зеркало 2 расположено на пути отраженного от первого зеркала 1 и прошедшего через первый светоделитель 9 луча, третье зеркало 3 расположено на пути отраженного от четвертого зеркала 4 и прошедшего через второй светоделитель 10 луча, первая фокусирующая оптическая система 12 расположена на пути отраженных от второго зеркала 2 и третьего зеркала 3 лучей, первый измеритель контраста 15 расположен в области пересечения прошедших через первую фокусирующую оптическую систему 12 лучей, а выход первого измерителя контраста 15 соединен с первым входом регистрирующего устройства 18. Пятое зеркало 5 расположено на пути отраженного от шестого зеркала 6 и прошедшего через третий светоделитель 11 луча, вторая фокусирующая оптическая система 13 расположена на пути отраженных от второго светоделителя 10 и пятого зеркала 5 лучей, а третья фокусирующая оптическая система 14 расположена на пути отраженного от первого светоделителя 9, седьмого 7 и восьмого 8 зеркал луча и отраженного от третьего светоделителя 11 луча. Второй измеритель контраста 16 расположен в области пересечения прошедших через вторую фокусирующую оптическую систему 13 лучей, а третий измеритель контраста 17 расположен в области пересечения прошедших через третью фокусирующую оптическую систему 14 лучей. Выход второго измерителя контраста 16 соединен с вторым входом регистрирующего устройства 18, а выход третьего измерителя контраста 17 соединен с третьим входом регистрирующего устройства 18. Основание, на котором установлены зеркала 1 - 8, светоделители 9 - 11, фокусирующие оптические системы 12 - 14, а также измерители контраста 15 - 17 выполнено с возможностью поворота вокруг направленной на исследуемый объект оси. The Michelson star interferometer contains (Fig. 1) a first mirror 1, a second mirror 2, a third mirror 3, a fourth mirror 4, a fifth mirror 5, a sixth mirror 6, a seventh mirror 7, an eighth mirror 8, a first beam splitter 9, a second beam splitter 10, a third a beam splitter 11, a first focusing optical system 12, a second focusing optical system 13, a third focusing optical system 14, a first contrast meter 15, a second contrast meter 16, a third contrast meter 17 and a recording device 18. The second mirror 2 is located on the path reflected from the first mirror 1 and transmitted through the first beam splitter 9, the third mirror 3 is located on the path reflected from the fourth mirror 4 and transmitted through the second beam splitter 10, the first focusing optical system 12 is located on the path reflected from the second mirror 2 and third mirror 3 beams, the first contrast meter 15 is located in the intersection region of the rays transmitted through the first focusing optical system 12, and the output of the first contrast meter 15 is connected to the first input of the recording device TWA 18. The fifth mirror 5 is located on the path reflected from the sixth mirror 6 and passed through the third beam splitter 11, the second focusing optical system 13 is located on the path reflected from the second beam splitter 10 and the fifth mirror 5, and the third focusing optical system 14 is located on the path reflected from the first beam splitter 9, the seventh 7 and the eighth 8 of the mirror beam and reflected from the third beam splitter 11 of the beam. The second contrast meter 16 is located at the intersection of the rays transmitted through the second focusing optical system 13, and the third contrast meter 17 is located at the intersection of the rays transmitted through the third focusing optical system 14. The output of the second contrast meter 16 is connected to the second input of the recording device 18, and the output of the third contrast meter 17 is connected to the third input of the recording device 18. The base on which the mirrors 1 to 8 are installed, the beam splitters 9 to 11, and the focusing optical systems 12 to 14, and also contrast meters 15 - 17 are made with the possibility of rotation around the axis directed towards the object under study.

Звездный интерферометр Майкельсона работает следующим образом. Michelson's stellar interferometer works as follows.

Излучение от исследуемого объекта попадает на первое зеркало 1, четвертое зеркало 4 и шестое зеркало 6. Отраженное от первого зеркала 1 излучение попадает в первый светоделитель 9, который разделяет его на два луча, один из которых попадает на второе зеркало 2, а другое - на седьмое зеркало 7. Второе зеркало 2 направляет луч в первую фокусирующую оптическую систему 12. Отраженное от четвертого зеркала 4 оптическое излучение попадает на второй светоделитель 10, который разделяет его на два луча, один из которых после отражения от третьего зеркала 3 попадает в первую фокусирующую оптическую систему 12, а другой - во вторую фокусирующую оптическую систему 13. Отраженное от шестого зеркала 6 излучение попадает в третий светоделитель 11, который разделяет его на два луча, один из которых после отражения от пятого зеркала 5 попадает во вторую фокусирующую оптическую систему 13, а другой - в третьею фокусирующую оптическую систему 14. Отраженное от седьмого зеркала 7 излучение с помощью восьмого зеркала 8 направляется в третью фокусирующую оптическую систему 14. The radiation from the object under investigation falls on the first mirror 1, the fourth mirror 4 and the sixth mirror 6. The radiation reflected from the first mirror 1 enters the first beam splitter 9, which divides it into two beams, one of which falls on the second mirror 2, and the other on seventh mirror 7. The second mirror 2 directs the beam into the first focusing optical system 12. The optical radiation reflected from the fourth mirror 4 is incident on the second beam splitter 10, which divides it into two beams, one of which after reflection from the third mirror 3 p falls into the first focusing optical system 12, and the other into the second focusing optical system 13. The radiation reflected from the sixth mirror 6 enters the third beam splitter 11, which divides it into two beams, one of which after reflection from the fifth mirror 5 falls into the second focusing the optical system 13, and the other to the third focusing optical system 14. The radiation reflected from the seventh mirror 7 is sent to the third focusing optical system 14 using the eighth mirror 8.

Лучи, прошедшие через первую фокусирующую оптическую систему 12, интерферируют на светочувствительной поверхности первого измерителя контраста 15, лучи, прошедшие через вторую фокусирующую оптическую систему 13, интерферируют на светочувствительной поверхности второго измерителя контраста 16, а лучи, прошедшие через третью фокусирующую оптическую систему 14, интерферируют на светочувствительной поверхности третьего измерителя контраста 17. The rays passing through the first focusing optical system 12 interfere on the photosensitive surface of the first contrast meter 15, the rays passing through the second focusing optical system 13 interfere on the photosensitive surface of the second contrast meter 16, and the rays passing through the third focusing optical system 14 interfere on the photosensitive surface of the third contrast meter 17.

Интерферирующие на светочувствительной поверхности первого измерителя контраста 15 лучи имеют базу, равную расстоянию между центрами первого зеркала 1 и четвертого зеркала 4 (на фиг. 1 это расстояние обозначено d₁₄). Интерферирующие на светочувствительной поверхности второго измерителя контраста 16 лучи имеют базу, равную расстоянию между центрами четвертого зеркала 4 и шестого зеркала 6 (на фиг. 1 это расстояние обозначено d₄₆). Интерферирующие на светочувствительной поверхности третьего измерителя контраста 17 лучи имеют базу, равную расстоянию между центрами зеркала 1 и шестого зеркала 6 (на фиг. 1 это расстояние обозначено d₁₆).The rays interfering on the photosensitive surface of the first contrast meter 15 have a base equal to the distance between the centers of the first mirror 1 and the fourth mirror 4 (in Fig. 1 this distance is denoted by d ₁₄ ). The rays interfering on the photosensitive surface of the second contrast meter 16 have a base equal to the distance between the centers of the fourth mirror 4 and the sixth mirror 6 (in Fig. 1 this distance is denoted by d ₄₆ ). The rays interfering on the photosensitive surface of the third contrast meter 17 have a base equal to the distance between the centers of mirror 1 and the sixth mirror 6 (in Fig. 1 this distance is denoted by d ₁₆ ).

Конструктивное исполнение звездного интерферометра Майкельсона должно обеспечивать выполнение соотношений d₁₄ ≠ d₄₆, d₁₄ ≠ d₁₆, d₄₆ ≠ d₁₆. Обеспечить выполнение соотношений несложно, например, легко обеспечить выполнение следующего неравенства: d₄₆ < d₁₄ < d₁₆.The design of the stellar Michelson interferometer should ensure the fulfillment of the ratios d ₁₄ ≠ d ₄₆ , d ₁₄ ≠ d ₁₆ , d ₄₆ выполнение d ₁₆ . It is not difficult to ensure the fulfillment of the relations, for example, it is easy to ensure the fulfillment of the following inequality: d ₄₆ <d ₁₄ <d ₁₆ .

Пусть в некоторый момент времени измерители контраста 15 - 17 определили значения контраста V₁₅, V₁₆ и V₁₇ соответственно. Контраст V₁₅ соответствует базе d₁₄, контраст V₁₆ соответствует базе d₄₆, а контраст V₁₇ соответствует базе d₁₆.Suppose that at some point in time, the contrast meters 15 - 17 determined the contrast values V ₁₅ , V ₁₆ and V _17, respectively. The contrast V ₁₅ corresponds to the base d ₁₄ , the contrast V ₁₆ corresponds to the base d ₄₆ , and the contrast V ₁₇ corresponds to the base d ₁₆ .

Таким образом, известна функциональная зависимость контраста V от базы d, описываемая формулой (1), и получены три экспериментальные точки, имеющие в осях d (ось абсцисс) и V (ось ординат) следующие координаты (фиг. 2): (d₄₆, V₁₆), (d₁₄, V₁₅) и (d₁₆, V₁₇). Этих данных вполне достаточно для построения графика зависимости V от d (фиг. 2) и определения базы d₀, в которой функция V(d) в первый раз обращается в нуль.Thus, the functional dependence of the contrast V on the base d described by formula (1) is known, and three experimental points are obtained that have the following coordinates in the d (axis of abscissa) and V (ordinate) axes (Fig. 2): (d ₄₆ , V ₁₆ ), (d ₁₄ , V ₁₅ ) and (d ₁₆ , V ₁₇ ). This data is quite enough to construct a graph of the dependence of V on d (Fig. 2) and determine the base d ₀ in which the function V (d) for the first time vanishes.

Регистрирующее устройство 18 определяет d₀ и по формуле (3) производит вычисление угла φ, в котором наблюдается исследуемый объект.The recording device 18 determines d ₀ and, using the formula (3), calculates the angle φ at which the object under study is observed.

На фиг. 3 приведен рисунок, поясняющий принцип оконтуривания удаленного объекта. Вначале производится измерение угла φ в плоскости, проходящей через вектор, направленный на объект и прямую линию

. Затем основание интерферометра поворачивается вокруг вектора, направленного на объект, на угол α₁ и производится измерение угла φ в плоскости, проходящей через вектор, направленный на объект , и прямую линию

, после чего основание интерферометра поворачивается вокруг вектора, направленного на объект, на угол α₂, затем процесс измерений повторяется для прямых линий

и соответственно углов α₃, ..., α_i, ..., α_n . Замкнутая кривая линия, проведенная через экспериментально измеренные точки, дает контур удаленного объекта.In FIG. Figure 3 is a drawing explaining the principle of contouring a remote object. First, the angle φ is measured in a plane passing through a vector directed at the object and a straight line

. Then the base of the interferometer is rotated around the vector directed at the object at an angle α ₁ and the angle φ is measured in a plane passing through the vector directed at the object and a straight line

after which the base of the interferometer is rotated around the vector directed at the object by an angle α ₂ , then the measurement process is repeated for straight lines

and accordingly the angles α ₃ , ..., α _i , ..., α _n . A closed curve line drawn through experimentally measured points gives the contour of a distant object.

В частном случае измеритель контраста 15 (16, 17) содержит (фиг. 4) передающую телевизионную камеру 19, устройство выделения телевизионной строки 20, измеритель амплитуды гармонического сигнала 21, измеритель постоянной составляющей 22 и делитель 23, причем вход передающей телевизионной камеры 19 оптически связан с выходом соответствующей фокусирующей оптической системы, выход передающей телевизионной камеры 19 связан с входом устройства выделения телевизионной строки 20, выход устройства выделения телевизионной строки 20 соединен с входом измерителя амплитуды гармонического сигнала 21 и входом измерителя постоянной составляющей 22, выход измерителя амплитуды гармонического сигнала 21 соединен с первым входом делителя 23, выход измерителя постоянной составляющей 22 соединен с вторым входом делителя 23, а выход делителя 23 соединен с соответствующим входом регистрирующего устройства 18. In a particular case, the contrast meter 15 (16, 17) contains (Fig. 4) a transmitting television camera 19, a television line extraction device 20, a harmonic signal amplitude meter 21, a constant current meter 22, and a divider 23, the input of the transmitting television camera 19 being optically coupled with the output of the corresponding focusing optical system, the output of the transmitting television camera 19 is connected to the input of the extraction device of the television line 20, the output of the extraction device of the television line 20 is connected to the input ator harmonic signal amplitude meter 21 and the inlet 22 of the constant component, a harmonic signal amplitude output meter 21 is connected to the first input of the divider 23, the output DC component measuring instrument 22 is connected to the second input of divider 23 and divider output 23 is connected to a corresponding input of the recording device 18.

Описанный вариант измерителя контраста работает следующим образом. The described version of the contrast meter works as follows.

На выходе передающей телевизионной камеры 19 формируется сигнал, представляющий собой телевизионную развертку изображения интерференционной картины. Устройство выделения телевизионной строки 20 выделяет одну телевизионную строку. На фиг. 5 приведен рисунок, изображающий зависимость сигнала I от времени t на выходе устройства выделения телевизионной строки 20, где приняты следующие обозначения: I_max - максимальное значение сигнала, I_min - минимальное значение сигнала, I_A - амплитуда гармонического сигнала, I_П - величина постоянной составляющей. Из фиг. 5 ясно, что
I_max = I_П + I_A,
I_min = I_П - I_A.At the output of the transmitting television camera 19, a signal is formed, which is a television scan of the image of the interference pattern. The television line highlighting device 20 selects one television line. In FIG. 5 is a drawing depicting the dependence of the signal I on time t at the output of the television line isolation device 20, where the following notation is used: I _max — maximum signal value, I _min — minimum signal value, I _A — harmonic signal amplitude, I _P — constant value component. From FIG. 5 it is clear that
I _max = I _P + I _A ,
I _min = I _P - I _A.

Тогда контраст V интерференционной картины может быть представлен в следующем виде:

Измеритель амплитуды гармонического сигнала 21 измеряет величину I_A и подает этот сигнал на первый вход делителя 23, а измеритель постоянной составляющей 22 измеряет величину I_П и подает этот сигнал на второй вход делителя 23. На выходе делителя 23 формируется сигнал, равный отношению I_A к I_П, т. е. величина сигнала на выходе делителя 23 равна значению контраста V интерференционной картины. Сигнал с выхода измерителя контраста подается на соответствующий вход регистрирующего устройства 18.Then the contrast V interference pattern can be represented as follows:

The harmonic signal amplitude meter 21 measures the value of I _A and feeds this signal to the first input of the divider 23, and the DC meter 22 measures the value of I _P and feeds this signal to the second input of the divider 23. A signal equal to the ratio of I _A to I _P , i.e., the magnitude of the signal at the output of the divider 23 is equal to the contrast value V of the interference pattern. The signal from the output of the contrast meter is fed to the corresponding input of the recording device 18.

Источники информации
1. Зигель Ф.Ю., Астрономы наблюдают. М.: Наука, 1985, с.7-8 (рис. 2).Sources of information
1. Siegel F.Yu., Astronomers observe. M .: Nauka, 1985, pp. 7-8 (Fig. 2).

2. Соловьев В.А., Яхонтов В.Е., Основы измерительной техники, Л.: Изд-во. Ленигр. ун-та, 1980, с. 78-82. 2. Soloviev V.A., Yakhontov V.E., Fundamentals of measuring technology, L .: Publishing house. Lenigr. University, 1980, p. 78-82.

3. Соловьев В.А., Яхонтов В.Е. Основы измерительной техники, Л.: Изд-во. Ленингр. ун-та, 1980, с. 73-77. 3. Soloviev V.A., Yakhontov V.E. Fundamentals of measuring technology, L .: Publishing house. Leningrad University, 1980, p. 73-77.

4. Советский энциклопедический словарь / Научно-редакционный совет: А. М. Прохоров (пред.), М.: Сов. Энциклопедия, 1981, с.1201. 4. Soviet Encyclopedic Dictionary / Scientific and Editorial Council: A. M. Prokhorov (previous), Moscow: Sov. Encyclopedia, 1981, p. 1201.

5. Матвеев А. Н., Оптика, - М.: Высшая школа, 1985, с. 143-144. 5. Matveev A.N., Optics, - M.: Higher School, 1985, p. 143-144.

6. Панченко В. Б., Воляр А. В., Гнатовский А. В., Кучикян Л. М., Медведь Н. В. Интерферометр Рэлея, Авт. свид. N 815483 (СССР), кл. G 01 B 9/02, приор. 28.06.79. 6. Panchenko V. B., Volar A. V., Gnatovsky A. V., Kuchikyan L. M., Medved N. V. Rayleigh interferometer, Avt. testimonial. N 815483 (USSR), cl. G 01 B 9/02, prior. 06/28/79.

7. Матвеев А.Н., Оптика, - М.: Высшая школа, 1985, с. 167-168. 7. Matveev AN, Optics, - M.: Higher School, 1985, p. 167-168.

Claims

1. A Michelson stellar interferometer containing four mirrors, a focusing optical system, a contrast meter and a recording device, while four mirrors, a focusing optical system and a contrast meter are mounted on the base, a second mirror is located in the path of the beam reflected from the first mirror, and a third mirror is located on the path of the beam reflected from the fourth mirror, the focusing optical system is located on the path of the rays reflected from the second and third mirrors, the contrast meter is located in Because of the intersection of rays transmitted through the focusing optical system, the output of the contrast meter is connected to the input of the recording device, characterized in that it further comprises three beam splitters, two focusing optical systems, two contrast meters and four mirrors, the fifth mirror being in the path of the reflected from the sixth mirror of the beam, the first beam splitter is located on the path of the beam between the first and second mirrors, the second beam splitter is located on the path of the beam between the fourth and third mirrors, the third beam splitter is located on the path of the beam between the sixth and fifth mirrors, the second focusing optical system is located on the path reflected from the second beam splitter and the fifth mirror, the third focusing optical system is located on the path of successively reflected from the first beam splitter, the seventh mirror and the eighth beam mirror and the beam reflected from the third beam splitter, the second contrast meter is located in the region of intersection of the beam transmitted through the second focusing optical system th, the third contrast meter is located at the intersection of the rays passing through the third focusing optical system, the output of the second contrast meter is connected to the second input of the recording device, the output of the third contrast meter is connected to the third input of the recording device, and the base on which the mirrors are mounted, beam splitters focusing optical systems and contrast meters, made with the possibility of rotation around the axis directed to the object under study.

2. The interferometer according to claim 1, characterized in that the contrast meter comprises a transmitting television camera, a television line extraction device, a harmonic signal amplitude meter, a constant component meter and a divider, the input of the transmitting television camera being optically coupled to the output of the corresponding focusing optical system, the output the transmitting television camera is connected to the input of the line highlighting device, the output of the line highlighting device is connected to the input of the meter constant component and the input of the harmonic amplitude meter, the output of the harmonic amplitude meter is connected to the first input of the divider, the output of the constant component meter is connected to the second input of the divider, and the output of the divider is connected to the corresponding input of the recording device.