RU2481553C1 - Device for measuring linear and angular displacements of object (versions) - Google Patents

Device for measuring linear and angular displacements of object (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2481553C1
RU2481553C1 RU2011146432/28A RU2011146432A RU2481553C1 RU 2481553 C1 RU2481553 C1 RU 2481553C1 RU 2011146432/28 A RU2011146432/28 A RU 2011146432/28A RU 2011146432 A RU2011146432 A RU 2011146432A RU 2481553 C1 RU2481553 C1 RU 2481553C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
main beam
beam splitting
face
modulator
splitting face
Prior art date
Application number
RU2011146432/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Борисович Зензинов
Игорь Николаевич Мазалов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатории "АМФОРА"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатории "АМФОРА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатории "АМФОРА"
Priority to RU2011146432/28A priority Critical patent/RU2481553C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2481553C1 publication Critical patent/RU2481553C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device according to the first version has a photodetector and a coherent radiation source whose flux is directed on a main beam-splitting face which transmits a first beam having a first polarisation without change in direction and reflects a second beam having a second polarisation which is orthogonal to the first. The main beam-splitting face is capable of occupying two mutually perpendicular positions. On the path of the first beam there is a right mirror which directs the first beam in an autocollimating path onto a right reflector mounted on the object. Between the main beam-splitting face and the right reflector, there is a right quarter-wave plate. On the path of the second beam, which is defined by the second position of the main beam-splitting face, there is a left mirror which directs the second beam onto a left reflector mounted on the object. Between the main beam-splitting face and the left reflector, there is a left quarter-wave plate. There is a photodetector on the path of said beams after superposition thereof. Linear and angular displacements of the object are respectively determined from the obtained interference patterns. The device according to the second version has two beam-splitting faces lying according to the first and second positions of the beam-splitting face in the device according to the first version.
EFFECT: high accuracy of measuring linear and angular displacement of an object.
15 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам, предназначенным для прецизионных измерений линейных и угловых перемещений объекта, в частности к оптическим средствам данного назначения, в которых используются методы интерферометрии.The invention relates to means intended for precision measurements of linear and angular displacements of an object, in particular to optical devices for this purpose, which use interferometry methods.

Наиболее предпочтительной областью использования изобретения являются устройства, обеспечивающие точное взаимное позиционирование объекта и измерительного или обрабатывающего инструмента. К таким устройствам относятся, например, одно-, двух- и трехкоординатные машины. Для обеспечения требуемой точности позиционирования необходимо располагать информацией о линейных и угловых смещениях их подвижных элементов. В результате использования изобретения указанные угловые и линейные смещения могут быть определены с высокой точностью.The most preferred area of use of the invention are devices that provide accurate mutual positioning of the object and the measuring or processing tool. Such devices include, for example, one-, two- and three-coordinate machines. To ensure the required positioning accuracy, it is necessary to have information about the linear and angular displacements of their moving elements. As a result of using the invention, these angular and linear displacements can be determined with high accuracy.

Аналогами изобретения являются решения, раскрытые, например, в патентных публикациях US 4881815, G01B 9/02, 21.11.1989 и US 4881816 A, G01B9/02, 21.11.1989, однако в качестве прототипа выбрано решение, известное из патентной публикации US 4859066 А, G01B 9/02, 22.08.1989.Analogues of the invention are the solutions disclosed, for example, in patent publications US 4881815, G01B 9/02, 11/21/1989 and US 4881816 A, G01B9 / 02, 11/21/1989, but as a prototype, the solution known from patent publication US 4859066 A G01B 9/02, 08.22.1989.

Указанным патентом был защищен интерферометр, позволяющий одновременно измерять линейные и угловые смещения объекта, на котором размещен плоский отражатель. Когерентное излучение (лазерный луч) делится на два потока, разнесенные в пространстве.An interferometer was protected by this patent, which allows simultaneous measurement of linear and angular displacements of the object on which the flat reflector is located. Coherent radiation (laser beam) is divided into two streams spaced in space.

Первый поток излучения попадает на светоделительную грань, через которую проходит первый луч, имеющий первую поляризацию, а второй луч со второй поляризацией, ортогональной первой, отражается. Первый луч дважды отражается от размещенного на объекте плоского отражателя в разных точках, а второй луч дважды отражается от зеркал, неподвижных относительно светоделительной грани. Далее первый и второй лучи направляются на фотоприемник, на котором образуют интерференционную картину, позволяющую вычислить линейное смещение объекта в направлении падающих на него лучей.The first radiation flux enters the beam splitting face through which the first beam passes, having the first polarization, and the second beam with the second polarization orthogonal to the first is reflected. The first beam is reflected twice from the flat reflector placed on the object at different points, and the second beam is reflected twice from mirrors that are stationary relative to the beam splitting face. Next, the first and second rays are directed to a photodetector, on which they form an interference pattern, which allows calculating the linear displacement of the object in the direction of the rays incident on it.

Второй поток излучения также попадает на ту же светоделительную грань. Выделенные из второго потока первый и второй лучи, соответственно имеющие первую и вторую поляризации, дважды отражаются от размещенного на объекте плоского отражателя в разных точках, после чего попадают на фотоприемник. На основании данных образованной ими интерференционной картины можно рассчитать угловое смещение объекта относительно оси, перпендикулярной плоскости, определяемой линиями оптических путей падающих на объект лучей.The second radiation flux also hits the same beam splitting face. The first and second rays extracted from the second stream, respectively, having the first and second polarizations, are reflected twice from the flat reflector located on the object at different points, after which they are incident on the photodetector. Based on the data of the interference pattern formed by them, it is possible to calculate the angular displacement of the object relative to the axis perpendicular to the plane defined by the lines of the optical paths of the rays incident on the object.

Однако известный интерферометр имеет существенные недостатки.However, the known interferometer has significant drawbacks.

База для измерения линейного смещения объекта, равная расстоянию между точками падения на плоский отражатель первого луча, выделенного из первого потока излучения, определяется размером светоделительной грани. Величина указанной базы оказывает значительное влияние на точность измерения, особенно для крупного объекта. Изготовление светоделительной грани большого размера, достаточного для обеспечения требуемой точности измерений, связано с существенными технологическими сложностями, кроме того, использование такой светоделительной грани увеличит габариты интерферометра.The base for measuring the linear displacement of the object, equal to the distance between the points of incidence on the flat reflector of the first beam extracted from the first radiation flux, is determined by the size of the beam splitting face. The value of the indicated base has a significant impact on the accuracy of measurement, especially for a large object. The manufacture of a large beam splitting face sufficient to provide the required measurement accuracy is associated with significant technological difficulties, in addition, the use of such a beam splitting face will increase the dimensions of the interferometer.

Для того чтобы угловое смещение объекта не вносило погрешности в измерение линейного смещения, ось углового смещения объекта должна располагаться строго посередине отрезка между точками падения на плоский отражатель первого луча, выделенного из первого потока излучения. Поскольку наиболее вероятным представляется расположение оси углового смещения посередине объекта, то в известном интерферометре база для определения углового смещения ограничена половиной линейного размера объекта. При увеличении указанной базы можно существенно повысить точность измерения углового смещения.In order for the angular displacement of the object not to introduce errors in the measurement of linear displacement, the axis of the angular displacement of the object must be located exactly in the middle of the segment between the points of incidence on the flat reflector of the first beam extracted from the first radiation flux. Since the location of the axis of the angular displacement in the middle of the object seems to be the most probable, in the known interferometer, the base for determining the angular displacement is limited to half the linear size of the object. By increasing the indicated base, it is possible to significantly increase the accuracy of measuring the angular displacement.

Задачей изобретения является повышение точности измерения линейного и углового смещения объекта.The objective of the invention is to increase the accuracy of measuring the linear and angular displacement of the object.

Для решения поставленной задачи предложены два объекта изобретения. Первый объект изобретения представляет собой устройство для измерения линейного и углового смещения объекта, содержащее фотоприемник и источник когерентного излучения, поток которого направлен на основную светоделительную грань, пропускающую без изменения направления первый луч с первой поляризацией и отражающую второй луч со второй поляризацией, ортогональной первой поляризации. Основная светоделительная грань способна занимать два взаимно перпендикулярных положения. В первом положении светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по одну сторону от нее, в то время как во втором положении светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по разные стороны от нее.To solve the problem proposed two objects of the invention. The first object of the invention is a device for measuring the linear and angular displacement of an object, containing a photodetector and a coherent radiation source, the flow of which is directed to the main beam splitting face, which transmits the first beam with the first polarization and reflecting the second beam with the second polarization orthogonal to the first polarization without changing direction. The main beam splitting face is capable of occupying two mutually perpendicular positions. In the first position of the beam splitting face, the photodetector and the radiation source are on one side of it, while in the second position of the beam splitting face, the photodetector and the radiation source are on different sides of it.

На линии оптического пути первого луча установлено правое зеркало, сориентированное таким образом, чтобы направить указанный луч в автоколлимационном ходе на правый отражатель, установленный на объекте, при этом между основной светоделительной гранью и правым отражателем установлена правая четвертьволновая пластинка.A right mirror is mounted on the optical path of the first beam, oriented in such a way as to direct the specified beam in the auto-collimation course to the right reflector mounted on the object, while the right quarter-wave plate is installed between the main beam splitting face and the right reflector.

На определяемой вторым положением основной светоделительной грани линии оптического пути второго луча установлено левое зеркало, сориентированное таким образом, чтобы направить указанный луч в автоколлимационном ходе на левый отражатель, установленный на объекте, при этом между основной светоделительной гранью и левым отражателем установлена левая четвертьволновая пластинка.A left mirror is oriented on the second beam, which is determined by the second position of the main beam splitting face of the optical path of the second beam, oriented in such a way as to direct the specified beam in the auto-collimation course to the left reflector mounted on the object, while the left quarter-wave plate is installed between the main beam splitting face and the left reflector.

На линии оптического пути указанных лучей после их совмещения расположен фотоприемник.After aligning the optical paths of these rays, a photodetector is located.

В предпочтительном случае первого объекта изобретения в каждом из указанных положений основная светоделительная грань параллельна оси углового смещения объекта. В наиболее предпочтительном варианте в первом положении основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения, а во втором положении параллельна ему.In the preferred case of the first object of the invention, in each of these positions, the main beam splitting face is parallel to the axis of angular displacement of the object. In the most preferred embodiment, in the first position, the main beam splitting face is perpendicular to the direction of linear displacement, and in the second position parallel to it.

В частном случае первого объекта изобретения между основной светоделительной гранью и левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор. Фазовый модулятор может содержать светоделительную грань модулятора, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки и первого зеркала модулятора луч, падающий со стороны основной светоделительной грани, и способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча. При этом по другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора, установлена вторая четвертьволновая пластинка и второе зеркало модулятора. По меньшей мере, одно из зеркал фазового модулятора выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча.In the particular case of the first object of the invention, a phase modulator is installed between the main beam splitting face and the left quarter-wave plate. The phase modulator may include a beam splitter face of the modulator, reflecting towards the quarter-wave plate and the first mirror of the modulator a beam incident from the side of the main beam splitting face, and capable of transmitting a beam with a polarization orthogonal to the polarization of the specified beam. At the same time, on the other side of the beam splitting face of the modulator, on the line of the optical path of the beam reflected from the first mirror of the modulator, a second quarter-wave plate and a second mirror of the modulator are installed. At least one of the mirrors of the phase modulator is arranged to reciprocate in the direction of the incident beam.

В частном случае первого объекта изобретения правый и левый отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».In the particular case of the first object of the invention, the right and left reflectors are made according to the optical scheme "cat's eye".

Второй объект изобретения представляет собой устройство для измерения линейного и углового смещения объекта, содержащее первый и второй фотоприемники, а также первый и второй источники когерентного излучения, производящие соответственно первый и второй потоки излучения.The second object of the invention is a device for measuring the linear and angular displacement of the object, containing the first and second photodetectors, as well as the first and second sources of coherent radiation, respectively producing the first and second radiation fluxes.

Указанные потоки излучения направлены соответственно на первую и вторую основные светоделительные грани, расположенные перпендикулярно друг другу. При этом первый фотоприемник и первый источник излучения расположены по одну сторону от первой основной светоделительной грани, в то время как второй фотоприемник и второй источник излучения расположены по разные стороны от второй основной светоделительной грани.These radiation fluxes are directed respectively to the first and second main beam splitting faces located perpendicular to each other. In this case, the first photodetector and the first radiation source are located on one side of the first main beam splitting face, while the second photodetector and the second radiation source are located on different sides of the second main beam splitting face.

Первая основная светоделительная грань пропускает без изменения направления первый луч первого потока излучения, имеющий первую поляризацию, и отражает соответственно второй луч первого потока излучения, имеющий вторую поляризацию, ортогональную первой поляризации.The first main beam splitting face passes without changing direction the first beam of the first radiation flux having a first polarization, and reflects, respectively, the second beam of the first radiation flux having a second polarization orthogonal to the first polarization.

Вторая основная светоделительная грань пропускает без изменения направления первый луч второго потока излучения и отражает второй луч второго потока излучения, имеющие соответственно первую и вторую поляризации.The second main beam splitting face passes without changing direction the first beam of the second radiation flux and reflects the second beam of the second radiation flux having respectively the first and second polarizations.

На линиях оптических путей первых лучей первого и второго потоков излучения установлены соответственно первое и второе правые зеркала, сориентированные таким образом, чтобы направить указанные лучи в автоколлимационном ходе соответственно на первый и второй правые отражатели, установленные на объекте, при этом между основными светоделительными гранями и правыми отражателями установлены первая и вторая правые четвертьволновые пластинки.On the optical path lines of the first rays of the first and second radiation fluxes, the first and second right mirrors are mounted, respectively, oriented so as to direct these rays in the auto-collimation course, respectively, to the first and second right reflectors mounted on the object, while between the main beam splitting faces and the right reflectors installed the first and second right quarter-wave plates.

На линии оптического пути отраженного от первой основной светоделительной грани первого луча первого потока излучения и на линии оптического пути второго луча второго потока излучения установлены соответственно первое и второе левые зеркала. Указанные зеркала сориентированы таким образом, чтобы направить указанные лучи в автоколлимационном ходе соответственно на первый и второй левые отражатели, установленные на объекте. При этом между основными светоделительными гранями и левыми отражателями установлены первая и вторая левые четвертьволновые пластинки.On the line of the optical path reflected from the first main beam splitting face of the first beam of the first radiation flux and on the line of the optical path of the second beam of the second radiation flux, the first and second left mirrors are respectively installed. These mirrors are oriented in such a way as to direct these rays in the auto-collimation course, respectively, to the first and second left reflectors mounted on the object. Moreover, between the main beam splitting faces and left reflectors, the first and second left quarter-wave plates are installed.

На линии оптического пути двух лучей первого потока после их совмещения, расположен первый фотоприемник, в то время как второй фотоприемник расположен на линии оптического пути двух лучей второго потока после их совмещения.On the line of the optical path of the two rays of the first stream after they are combined, the first photodetector is located, while the second photodetector is located on the line of the optical path of the two rays of the second stream after they are combined.

Первый и второй потоки излучения могут лежать в плоскости, параллельной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани. Возможен также случай, когда первый и второй потоки излучения лежат в плоскости, перпендикулярной указанной линии. Однако в обоих случаях предпочтительно, чтобы первая и вторая основные светоделительные грани были расположены параллельно оси углового смещения объекта. В еще более предпочтительном варианте первая основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения объекта, а вторая параллельна ему.The first and second radiation fluxes can lie in a plane parallel to the intersection line of the planes in which the first and second main beam splitting faces are located. It is also possible that the first and second radiation fluxes lie in a plane perpendicular to the indicated line. However, in both cases, it is preferable that the first and second main beam splitting faces are parallel to the axis of angular displacement of the object. In an even more preferred embodiment, the first main beam splitting face is perpendicular to the direction of the linear displacement of the object, and the second is parallel to it.

В предпочтительном случае второго объекта изобретения между первой основной светоделительной гранью и первый левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор. Фазовый модулятор может быть также установлен между второй основной светоделительной гранью и второй левой четвертьволновой пластинкой.In the preferred case of the second object of the invention, a phase modulator is mounted between the first main beam splitting face and the first left quarter-wave plate. A phase modulator can also be installed between the second main beam splitting face and the second left quarter-wave plate.

В наилучшем случае указанный фазовый модулятор содержит светоделительную грань модулятора, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки и первого зеркала модулятора луч, падающий со стороны основной светоделительной грани, и способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча. При этом по другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора, установлена вторая четвертьволновая пластинка и второе зеркало модулятора. Причем, по меньшей мере, одно из зеркал модулятора выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча.In the best case, the specified phase modulator contains a beam splitting face of the modulator, reflecting towards the quarter-wave plate and the first mirror of the modulator a beam incident from the main beam splitting side, and capable of transmitting a beam with a polarization orthogonal to the polarization of the specified beam. At the same time, on the other side of the beam splitting face of the modulator, on the line of the optical path of the beam reflected from the first mirror of the modulator, a second quarter-wave plate and a second mirror of the modulator are installed. Moreover, at least one of the mirrors of the modulator is configured to reciprocate in the direction of the incident beam.

В предпочтительном варианте второго объекта изобретения первый и второй правые, а также первый и второй левые отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».In a preferred embodiment of the second object of the invention, the first and second right, as well as the first and second left reflectors are made according to the optical scheme "cat's eye".

Осуществление изобретения будет представлено на примере использования изобретения для измерения угловых и линейных смещений платформы координатной машины, что, однако, не является ограничением в отношении области использования изобретения.The implementation of the invention will be presented on the example of the use of the invention for measuring the angular and linear displacements of the platform of the coordinate machine, which, however, is not a limitation in the field of use of the invention.

Осуществление изобретения будет пояснено ссылками на фигуры:The implementation of the invention will be explained with reference to the figures:

фиг.1 - схема устройства для измерения линейного и углового смещения объекта по первому объекту изобретения;figure 1 - diagram of a device for measuring linear and angular displacement of an object according to the first object of the invention;

фиг.2 - схема устройства для измерения линейного и углового смещения объекта по второму объекту изобретения,figure 2 - diagram of a device for measuring linear and angular displacement of an object according to the second object of the invention,

Платформа 1 способна совершать линейное перемещение (далее - смещение) в направлении 2, в процессе совершения которого платформа подвержена случайным угловым смещениям в направлении 3 относительно множества осей, перпендикулярных направлению линейного смещения и плоскости изображения.Platform 1 is capable of linear displacement (hereinafter referred to as displacement) in direction 2, during which the platform is subject to random angular displacements in direction 3 relative to the set of axes perpendicular to the direction of linear displacement and the image plane.

Поскольку угловое смещение платформы относительно какой-либо оси (далее - реальная ось углового смещения) можно представить как комбинацию из углового смещения платформы относительно заранее выбранной оси и соответствующего вектора поступательного перемещения платформы, то в контексте данной заявки заранее выбранной осью (далее - осью углового смещения) будет считаться ось, проходящая через центр платформы. Следует отметить, что от выбора оси в качестве оси углового смещения величина углового смещения не изменится, а измениться только вектор поступательного смещения платформы, определение которого не входит в число задач, решаемых изобретением.Since the angular displacement of the platform relative to any axis (hereinafter the real axis of angular displacement) can be represented as a combination of the angular displacement of the platform relative to a pre-selected axis and the corresponding translational displacement vector of the platform, in the context of this application a pre-selected axis (hereinafter - the axis of angular displacement ) will be considered the axis passing through the center of the platform. It should be noted that from the choice of the axis as the axis of the angular displacement, the magnitude of the angular displacement will not change, but only the translational displacement vector of the platform will change, the definition of which is not one of the problems solved by the invention.

Устройство, изображенное на фиг.1, содержит интерферометр 4, включающий фотоприемник 22 и источник когерентного излучения 5, поток которого падает со стороны платформы на основную светоделительную грань 7, способную пропускать первый луч, имеющий первую поляризацию, и отражать второй луч, имеющий вторую поляризацию. Полуволновая пластинка 6 позволяет путем ее вращения выровнять интенсивность светового потока первого и второго лучей.The device shown in figure 1, contains an interferometer 4, including a photodetector 22 and a coherent radiation source 5, the flow of which falls from the side of the platform on the main beam splitting face 7, capable of transmitting a first beam having a first polarization and reflecting a second beam having a second polarization . The half-wave plate 6 allows you to align the intensity of the light flux of the first and second rays by rotating it.

Основная светоделительная грань способна занимать два взаимно перпендикулярных положения. В первом положении 8 основной светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по одну сторону от нее. Во втором положении 9 основной светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по разные стороны от нее. Под нахождением фотоприемника и источника излучения по одну или по разные стороны от основной светоделительной грани понимается соответствующее нахождение указанных элементов относительно плоскости, в которой расположена основная светоделительная грань.The main beam splitting face is capable of occupying two mutually perpendicular positions. In the first position 8 of the main beam splitting face, the photodetector and the radiation source are located on one side of it. In the second position 9 of the main beam splitting face, the photodetector and the radiation source are located on opposite sides of it. By finding the photodetector and the radiation source on one or on different sides of the main beam splitting face, we mean the corresponding location of these elements relative to the plane in which the main beam splitting face is located.

Предпочтительно, если в каждом из указанных положений основная светоделительная грань параллельна оси углового смещения платформы, причем в наилучшем варианте первого объекта изобретения в первом положении 8 основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения платформы, а во втором положении 9 параллельна ему.Preferably, if in each of these positions the main beam splitting face is parallel to the axis of angular displacement of the platform, and in the best embodiment of the first object of the invention in the first position 8, the main beam splitting face is perpendicular to the direction of linear displacement of the platform, and in the second position 9 parallel to it.

При нахождении основной светоделительной грани в первом положении, первый луч проходит через нее без изменения направления и попадает на правое зеркало 10, которое направляет его в автоколлимационном ходе на правый отражатель 11. Отразившись от правого отражателя и правого зеркала, первый луч возвращается на основную светоделительную грань. На линии оптического пути первого луча между основной светоделительной гранью и правым отражателем (в дальнейшем - правая ветвь интерферометра) установлена правая четвертьволновая пластинка 12. Специалисту в данной области ясно, что двойное прохождение линейно поляризованного луча через четвертьволновую пластинку с промежуточным отражением меняет его поляризацию на ортогональную.When the main beam splitting face is in the first position, the first beam passes through it without changing direction and hits the right mirror 10, which directs it in the auto-collimation course to the right reflector 11. Reflecting from the right reflector and the right mirror, the first beam returns to the main beam splitting face . On the line of the optical path of the first beam between the main beam splitting face and the right reflector (hereinafter - the right branch of the interferometer), the right quarter-wave plate 12 is installed. It is clear to a person skilled in the art that double passage of a linearly polarized beam through a quarter-wave plate with intermediate reflection changes its polarization to orthogonal .

Поскольку при возвращении на основную светоделительную грань первый луч имеет вторую поляризацию, он отражается в сторону левого зеркала 13, направляющего его в автоколлимационном ходе на левый отражатель 14. На линии оптического пути первого луча между основной светоделительной гранью и левым отражателем (в дальнейшем - левая ветвь интерферометра) установлена левая четвертьволновая пластинка 15, дважды пройдя через которую с промежуточным отражением от левого отражателя первый луч приобретает первую поляризацию, что позволяет ему, не изменяя направления, пройти через основную светоделительную грань.Since when the first beam returns to the main beam splitting face, it has a second polarization, it is reflected in the direction of the left mirror 13, which directs it to the left reflector 14. In the optical path of the first beam between the main beam splitting face and the left reflector (hereinafter - the left branch) interferometer) a left quarter-wave plate 15 is installed, passing twice through which, with an intermediate reflection from the left reflector, the first beam acquires the first polarization, which allows it, not from changing directions, go through the main beam splitting face.

Следует отметить, что в контексте данной заявки термины «правый» и «левый» в отношении отражателей и зеркал являются условными, важно при этом, что правой стороной считается сторона, в которую направлен первый луч после первоначального прохождения через основную светоделительную грань.It should be noted that in the context of this application, the terms “right” and “left” with respect to reflectors and mirrors are conditional, it is important that the right side is the side to which the first beam is directed after the initial passage through the main beam splitting face.

Правый и левый отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз», т.е. каждый отражатель содержит объектив (16, 17 соответственно) и расположенное в его фокусе плоское зеркало (18, 19). Применение отражателей данного типа позволяет обеспечить автоколлимационный ход луча с отражением в одной точке.The right and left reflectors are made according to the optical scheme “cat's eye”, i.e. each reflector contains a lens (16, 17, respectively) and a flat mirror located at its focus (18, 19). The use of reflectors of this type makes it possible to ensure the autocollimation beam path with reflection at one point.

Второй луч отражается от находящейся в первом положении основной светоделительной грани, после чего совместно с первым лучом проходит через анализатор 20, который известным для специалиста в данной области способом выделяет из первого и второго лучей компоненты с однонаправленной поляризацией и совмещает лучи в одном поляризационном направлении. Далее на линии оптического пути совмещенных первого и второго лучей установлены объектив 21 и фотоприемник 22, на котором формируется интерференционная картина.The second beam is reflected from the primary beam splitting face located in the first position, and then, together with the first beam, it passes through the analyzer 20, which, in a manner known to a person skilled in the art, extracts unidirectional polarized components from the first and second rays and combines the rays in one polarizing direction. Next, a lens 21 and a photodetector 22, on which an interference pattern is formed, are mounted on the optical path of the combined first and second rays.

При линейном смещении платформы в направлении падения первого луча на отражатели изменяется длина оптического пути первого луча, что вызывает смещение его фазы и соответственно изменение интерференционной картины. Регистрируя указанное изменение и интерпретируя его известным для специалиста в данной области способом, можно вычислить величину линейного смещения платформы.With a linear displacement of the platform in the direction of incidence of the first beam on the reflectors, the optical path length of the first beam changes, which causes a phase shift and, accordingly, a change in the interference pattern. By registering the indicated change and interpreting it in a manner known to those skilled in the art, the linear displacement of the platform can be calculated.

В случае нахождения реальной оси углового смещения платформы на линии 23, проходящей через середину отрезка, соединяющего точки падения первого луча на плоские зеркала 18 и 19, параллельно направлению падения первого луча на отражатели, угловое смещение платформы не окажет влияния на величину определяемого линейного смещения. Данный факт объясняется тем, что смещение фазы первого луча, вызванное увеличением длины его оптического пути на одной ветви интерферометра, компенсируется противоположным смещением фазы, вызванным уменьшением длины его оптического пути на другой ветви.If the real axis of angular displacement of the platform is located on the line 23 passing through the middle of the segment connecting the points of incidence of the first beam onto the flat mirrors 18 and 19, parallel to the direction of incidence of the first beam on the reflectors, the angular displacement of the platform will not affect the magnitude of the determined linear displacement. This fact is explained by the fact that the phase shift of the first beam caused by the increase in the length of its optical path on one branch of the interferometer is compensated by the opposite phase shift caused by the decrease in the length of its optical path on the other branch.

Для измерения углового смещения платформы устройством по первому объекту изобретения основную светоделительную грань необходимо повернуть на 90°, для того, чтобы она заняла второе положение 9.To measure the angular displacement of the platform by the device according to the first object of the invention, the main beam splitting face must be rotated 90 °, so that it takes the second position 9.

Первый луч проходит через основную светоделительную грань без изменения направления и образует правую ветвь интерферометра. Так же, как и прежде, при возвращении на основную светоделительную грань первый луч имеет вторую поляризацию, однако в данном случае первый луч отражается от основной светоделительной грани в сторону фотоприемника.The first beam passes through the main beam-splitting face without changing direction and forms the right branch of the interferometer. As before, when returning to the main beam splitting face, the first beam has a second polarization, however, in this case, the first beam is reflected from the main beam splitting face towards the photodetector.

Второй луч на этот раз отражается от основной светоделительной грани в сторону левого зеркала и проходит по левой ветви интерферометра. При возвращении на основную светоделительную грань второй луч имеет первую поляризацию, поэтому проходит через нее без изменения направления и совместно с первым лучом попадает на фотоприемник, на котором формируется интерференционная картина.The second beam this time is reflected from the main beam splitting face toward the left mirror and passes along the left branch of the interferometer. When returning to the main beam splitting face, the second beam has the first polarization, therefore, it passes through it without changing direction and, together with the first beam, gets to the photodetector, on which the interference pattern is formed.

Регистрируя и интерпретируя известным для специалиста в данной области способом изменение интерференционной картины, можно вычислить относительное смещение двух точек платформы, а значит - и угловое смещение платформы относительно оси, перпендикулярной плоскости, которая определяется линиями оптических путей падающих на объект лучей.By registering and interpreting a change in the interference pattern known to the person skilled in the art, the relative displacement of two points of the platform can be calculated, and hence the angular displacement of the platform relative to the axis perpendicular to the plane, which is determined by the lines of the optical paths of the rays incident on the object.

В частном случае первого объекта изобретения между основной светоделительной гранью и левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор 24.In the particular case of the first object of the invention, a phase modulator 24 is installed between the main beam splitting face and the left quarter-wave plate.

В предпочтительном случае фазовый модулятор содержит светоделительную грань модулятора 25, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки 26 и первого зеркала модулятора 27 луч, падающий со стороны основной светоделительной грани 7, однако способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча.In a preferred case, the phase modulator comprises a beam splitter face of the modulator 25, reflecting towards the quarter-wave plate 26 and the first mirror of the modulator 27 a beam incident from the main beam splitting face 7, but capable of transmitting a beam with a polarization orthogonal to the polarization of the beam.

По другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора и в результате двойного прохождения через четвертьволновую пластинку изменившего свою поляризацию на ортогональную, установлена вторая четвертьволновая пластинка 28 и второе зеркало модулятора 29. Отраженный от второго зеркала модулятора луч падает на светоделительную грань модулятора с вновь измененной поляризацией, отражается от нее и продолжает путь по соответствующей ветви интерферометра.On the other side of the beam splitter face of the modulator on the line of the optical path of the beam reflected from the first mirror of the modulator and as a result of double passage through the quarter-wave plate that changed its polarization to orthogonal, a second quarter-wave plate 28 and a second mirror of the modulator 29 are installed. The beam reflected from the second mirror of the modulator the beam-splitting face of the modulator with the newly changed polarization is reflected from it and continues along the corresponding branch of the interferometer.

По меньшей мере, одно из зеркал модулятора выполнено с возможность возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча, обеспечивая фазовую модуляцию. В дальнейшем интерпретация интерференционной картины осуществляется с учетом ее демодуляции, т.е. коррекции на модулирующие фазовые изменения. Применение фазового модулятора позволяет повысить точность измерений вследствие уменьшения влияния случайных помех.At least one of the modulator mirrors is configured to reciprocate in the direction of the incident beam, providing phase modulation. In the future, the interpretation of the interference pattern is carried out taking into account its demodulation, i.e. correction for modulating phase changes. The use of a phase modulator allows to increase the accuracy of measurements due to the reduction of the influence of random noise.

Из изложенного выше примера осуществления устройства по первому объекту изобретения, а также из фиг.1 можно сделать следующие заключения. В целях установления базы, достаточной для обеспечения высокой точности измерения линейного смещения, в данном случае не требуется увеличивать размер основной светоделительной грани. Она может иметь небольшой размер и быть выполнена с высокой точностью. Кроме того, база для измерения углового смещения более не ограничивается половиной линейного размера платформы, а может быть выполнена на весь ее линейный размер. Под базами для измерения линейного и углового смещений понимаются расстояния между точками падения соответствующих лучей на отражатели, установленные на платформе.From the above embodiment of the device according to the first object of the invention, as well as from figure 1, the following conclusions can be made. In order to establish a base sufficient to ensure high accuracy in measuring linear displacement, in this case it is not necessary to increase the size of the main beam splitting face. It can be small in size and can be executed with high precision. In addition, the base for measuring angular displacement is no longer limited to half the linear size of the platform, but can be made to its entire linear size. The bases for measuring linear and angular displacements are understood as the distances between the points of incidence of the corresponding rays on the reflectors installed on the platform.

Устройство по первому объекту изобретения позволяет производить измерения линейного и углового смещений объекта последовательно, таким образом измерения оказываются разнесенными во времени. Однако в некоторых случаях целесообразно осуществлять измерения указанных величин одновременно, что реализовано в устройстве по второму объекту изобретения, в котором использован принцип пространственного разнесения измерений.The device according to the first object of the invention allows the measurement of linear and angular displacements of the object in series, so that the measurements are spaced in time. However, in some cases it is advisable to carry out measurements of these values at the same time, which is implemented in the device according to the second object of the invention, which uses the principle of spatial diversity of measurements.

Устройство по второму объекту изобретения, представленное на фиг.2, отличается от устройства по первому объекту тем, что содержит два интерферометра - первый 104 и второй 204. Первая и вторая основные светоделительные грани 107 и 207 интерферометров неподвижны и занимают положения, соответствующие первому и второму положениям основной светоделительной грани интерферометра по первому объекту изобретения. В данном случае основные светоделительные грани смещены относительно друг друга в направлении оси углового смещения платформы.The device according to the second object of the invention, shown in figure 2, differs from the device according to the first object in that it contains two interferometers - the first 104 and second 204. The first and second main beam splitting faces 107 and 207 of the interferometers are stationary and occupy the positions corresponding to the first and second the provisions of the main beam splitting face of the interferometer according to the first object of the invention. In this case, the main beam splitting faces are offset relative to each other in the direction of the axis of the angular displacement of the platform.

Устройство содержит первый и второй источники когерентного излучения 105 и 205, воспроизводящие соответственно первый и второй потоки излучения. Источники могут быть выполнены в виде двух генераторов излучения или одного общего генератора излучения с последующим разделением излучения на два потока при помощи, например, системы зеркал. В последнем случае в качестве первого и второго источников излучения выступают соответствующие зеркала, направляющие первый и второй потоки излучения соответственно на первую и вторую основные светоделительные грани.The device contains first and second sources of coherent radiation 105 and 205, reproducing the first and second radiation fluxes, respectively. Sources can be made in the form of two radiation generators or one common radiation generator with subsequent separation of radiation into two streams using, for example, a system of mirrors. In the latter case, the corresponding mirrors act as the first and second radiation sources, directing the first and second radiation fluxes to the first and second main beam splitting faces, respectively.

В наиболее предпочтительном случае устройство снабжено общим генератором излучения, выдающим излучение широким фронтом так, что оно покрывает сразу две основные светоделительные грани. В этом случае считается, что общий генератор излучения содержит два источника излучения, причем часть излучения, попадающая на первую основную светоделительную грань, представляет собой первый поток и происходит от первого источника, а часть излучения, попадающая на вторую основную светоделительную грань, представляет собой второй поток и происходит от второго источника.In the most preferred case, the device is equipped with a common radiation generator that emits radiation with a wide front so that it covers two main beam splitting faces at once. In this case, it is believed that the general radiation generator contains two radiation sources, the part of the radiation falling on the first main beam splitting face is the first stream and comes from the first source, and the part of the radiation falling on the second main beam splitting face is the second stream and comes from a second source.

Функционирование интерферометра 104 полностью аналогично функционированию интерферометра 4 первого объекта изобретения при нахождении его основной светоделительной грани в первом положении 8, а функционирование интерферометра 204 полностью аналогично функционированию интерферометра 4 первого объекта изобретения при нахождении его основной светоделительной грани во втором положении 9.The operation of the interferometer 104 is completely similar to the operation of the interferometer 4 of the first object of the invention when its main beam splitting face is in the first position 8, and the operation of the interferometer 204 is completely similar to the functioning of the interferometer 4 of the first object of the invention when its main beam splitting face is in the second position 9.

Интерферометр 104 содержит первую полуволновую пластинку 106, первое правое зеркало 110, первый правый отражатель 111, первую правую четвертьволновую пластинку 112, первое левое зеркало 113, первый левый отражатель 114, первую левую четвертьволновую пластинку 115, первый анализатор 120, первый объектив 121 и первый фотоприемник 122.The interferometer 104 comprises a first half-wave plate 106, a first right mirror 110, a first right reflector 111, a first right quarter wave plate 112, a first left mirror 113, a first left reflector 114, a first left quarter wave plate 115, a first analyzer 120, a first lens 121 and a first photodetector 122.

Интерферометр 204 содержит вторую полуволновую пластинку 206, второе правое зеркало 210, второй правый отражатель 211, вторую правую четвертьволновую пластинку 212, второе левое зеркало 213, второй левый отражатель 214, вторую левую четвертьволновую пластинку 215, второй анализатор 220, второй объектив 221 и второй фотоприемник 222.The interferometer 204 comprises a second half-wave plate 206, a second right mirror 210, a second right reflector 211, a second right quarter-wave plate 212, a second left mirror 213, a second left reflector 214, a second left quarter-wave plate 215, a second analyzer 220, a second lens 221 and a second photodetector 222.

Первое и второе правые зеркала так же, как и плоские зеркала первого и второго правых отражателей, могут быть выполнены в виде одного элемента - правого зеркала и правого плоского зеркала отражателя. Указанное справедливо и для соответствующих левых элементов.The first and second right mirrors as well as the flat mirrors of the first and second right reflectors can be made in the form of one element - the right mirror and the right flat mirror of the reflector. The above is true for the corresponding left elements.

В предпочтительном случае второго объекта изобретения интерферометры 104 и 204 снабжены фазовыми модуляторами 124 и 224, причем представляется целесообразным выполнение указанных фазовых модуляторов аналогично фазовому модулятору 24 интерферометра по первому объекту изобретения.In the preferred case of the second object of the invention, the interferometers 104 and 204 are equipped with phase modulators 124 and 224, and it seems advisable to perform these phase modulators similarly to the phase modulator 24 of the interferometer according to the first object of the invention.

Первый и второй правые, а также первый и второй левые отражатели могут быть выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».The first and second right, as well as the first and second left reflectors can be made according to the optical scheme "cat's eye".

В устройстве, представленном на фиг.2, первый и второй потоки излучения лежат в плоскости, параллельной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани. В этом случае все элементы интерферометров смещены друг относительно друга в направлении линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани. Кроме того, в изображенном на фиг.2 устройстве линия пересечения указанных плоскостей параллельна оси углового смещения платформы и, таким образом, проекции всех элементов интерферометров на плоскость фигуры совпадают (за исключением основных светоделительных граней).In the device shown in figure 2, the first and second radiation fluxes lie in a plane parallel to the intersection line of the planes in which the first and second main beam splitting faces are located. In this case, all the elements of the interferometers are offset from each other in the direction of the intersection line of the planes in which the first and second main beam splitting faces are located. In addition, in the device shown in FIG. 2, the line of intersection of these planes is parallel to the axis of angular displacement of the platform and, thus, the projections of all the elements of the interferometers on the plane of the figure coincide (except for the main beam-splitting faces).

Следует отметить, что устройство по второму объекту изобретения может иметь иное пространственное расположение интерферометров 104 и 204. Например, первый и второй потоки излучения могут лежать в плоскости, перпендикулярной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани. В таком случае ветви интерферометров располагаются в одной плоскости. Предпочтительно, чтобы линия пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани была параллельна оси углового смещения.It should be noted that the device according to the second object of the invention may have a different spatial arrangement of interferometers 104 and 204. For example, the first and second radiation fluxes can lie in a plane perpendicular to the intersection line of the planes in which the first and second main beam splitting faces are located. In this case, the branches of the interferometers are located in the same plane. Preferably, the line of intersection of the planes in which the first and second main beam splitting faces are parallel to the axis of angular displacement.

При любом пространственном расположении интерферометров в наилучшем варианте второго объекта изобретения первая основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения платформы, а вторая параллельна ему.For any spatial arrangement of interferometers in the best version of the second object of the invention, the first main beam splitting face is perpendicular to the direction of linear displacement of the platform, and the second is parallel to it.

Как и в первом объекте изобретения, база, достаточная для высокой точности измерений линейного смещения платформы, обеспечивается независимо от размера первой основной светоделительной грани. Благодаря указанному факту, основные светоделительные грани могут иметь небольшой размер и быть выполнены с высокой точностью. Достигается также увеличение базы для определения углового смещения платформы, что способствует повышению точности измерений.As in the first aspect of the invention, a base sufficient for high accuracy of measuring the linear displacement of the platform is provided regardless of the size of the first main beam splitting face. Due to this fact, the main beam splitting faces can be small in size and can be made with high accuracy. An increase in the base for determining the angular displacement of the platform is also achieved, which helps to increase the accuracy of measurements.

Claims (15)

1. Устройство для измерения линейного и углового смещения объекта, содержащее фотоприемник и источник когерентного излучения, поток которого направлен на основную светоделительную грань, пропускающую без изменения направления первый луч, имеющий первую поляризацию, и отражающую второй луч, имеющий вторую поляризацию, ортогональную первой поляризации, причем
основная светоделительная грань способна занимать два взаимно перпендикулярных положения, в первом из которых фотоприемник и источник излучения находятся по одну сторону от основной светоделительной грани, в то время как во втором положении основной светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по разные стороны от нее,
на линии оптического пути первого луча установлено правое зеркало, сориентированное таким образом, чтобы направить указанный луч в автоколлимационном ходе на правый отражатель, установленный на объекте, при этом между основной светоделительной гранью и правым отражателем установлена правая четвертьволновая пластинка,
на определяемой вторым положением основной светоделительной грани линии оптического пути второго луча установлено левое зеркало, сориентированное таким образом, чтобы направить указанный луч в автоколлимационном ходе на левый отражатель, установленный на объекте, при этом между основной светоделительной гранью и левым отражателем установлена левая четвертьволновая пластинка,
на линии оптического пути указанных лучей после их совмещения расположен фотоприемник.
1. A device for measuring the linear and angular displacement of an object, containing a photodetector and a coherent radiation source, the flow of which is directed to the main beam splitting face, transmitting without changing direction the first beam having a first polarization and reflecting a second beam having a second polarization orthogonal to the first polarization, moreover
the main beam splitting face is capable of occupying two mutually perpendicular positions, in the first of which the photodetector and radiation source are located on one side of the main beam splitting face, while in the second position of the main beam splitting face, the photodetector and radiation source are located on different sides of it,
a right mirror is mounted on the optical path line of the first beam, oriented in such a way as to direct the specified beam in the auto-collimation course to the right reflector mounted on the object, while the right quarter-wave plate is installed between the main beam splitting face and the right reflector,
on the second beam main line of the optical path of the second beam determined by the second position, there is a left mirror oriented in such a way as to direct the specified beam in the auto-collimation course to the left reflector mounted on the object, while a left quarter-wave plate is installed between the main beam splitting face and the left reflector,
after combining the optical paths of these rays, a photodetector is located.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждом из указанных положений основная светоделительная грань параллельна оси углового смещения объекта.2. The device according to claim 1, characterized in that in each of these positions the main beam splitting face is parallel to the axis of the angular displacement of the object. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в первом положении основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения, а во втором положении - параллельна ему.3. The device according to claim 1, characterized in that in the first position, the main beam splitting face is perpendicular to the direction of linear displacement, and in the second position it is parallel to it. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между основной светоделительной гранью и левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор.4. The device according to claim 1, characterized in that a phase modulator is installed between the main beam splitting face and the left quarter-wave plate. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что фазовый модулятор содержит светоделительную грань модулятора, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки и первого зеркала модулятора луч, падающий со стороны основной светоделительной грани, и способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча,
по другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора, установлены вторая четвертьволновая пластинка и второе зеркало модулятора, при этом,
по меньшей мере, одно из зеркал модулятора выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча.
5. The device according to claim 4, characterized in that the phase modulator comprises a beam splitter face of the modulator, reflecting towards the quarter-wave plate and the first mirror of the modulator a beam incident from the main beam splitting side, and capable of transmitting a beam with polarization orthogonal to the polarization of the specified beam,
on the other side of the beamsplitter face of the modulator on the line of the optical path of the beam reflected from the first mirror of the modulator, a second quarter-wave plate and a second mirror of the modulator are installed, while
at least one of the mirrors of the modulator is made with the possibility of reciprocating movement in the direction of the incident beam.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что правый и левый отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».6. The device according to claim 1, characterized in that the right and left reflectors are made according to the optical scheme "cat's eye". 7. Устройство для измерения линейного и углового смещения объекта, содержащее первый и второй фотоприемники, а также первый и второй источники когерентного излучения, производящие соответственно первый и второй потоки излучения,
указанные потоки излучения направлены соответственно на первую и вторую основные светоделительные грани, расположенные перпендикулярно друг другу, причем
первый фотоприемник и первый источник излучения расположены по одну сторону от первой основной светоделительной грани, в то время как второй фотоприемник и второй источник излучения расположены по разные стороны от второй основной светоделительной грани,
первая основная светоделительная грань пропускает без изменения направления первый луч первого потока излучения, имеющий первую поляризацию, и отражает соответственно второй луч первого потока излучения, имеющий вторую поляризацию, ортогональную первой поляризации,
вторая основная светоделительная грань пропускает без изменения направления первый луч второго потока излучения и отражает второй луч второго потока излучения, имеющие соответственно первую и вторую поляризации,
на линиях оптических путей первых лучей первого и второго потоков излучения установлены соответственно первое и второе правые зеркала, сориентированные таким образом, чтобы направить указанные лучи в автоколлимационном ходе соответственно на первый и второй правые отражатели, установленные на объекте, при этом между основными светоделительными гранями и правыми отражателями установлены первая и вторая правые четвертьволновые пластинки,
на линии оптического пути отраженного от первой основной светоделительной грани первого луча первого потока излучения и на линии оптического пути второго луча второго потока излучения установлены соответственно первое и второе левые зеркала, которые сориентированы таким образом, чтобы направить указанные лучи в автоколлимационном ходе соответственно на первый и второй левые отражатели, установленные на объекте, при этом между основными светоделительными гранями и левыми отражателями установлены первая и вторая левые четвертьволновые пластинки,
на линии оптического пути двух лучей первого потока после их совмещения расположен первый фотоприемник, в то время как второй фотоприемник расположен на линии оптического пути двух лучей второго потока после их совмещения.
7. A device for measuring linear and angular displacement of an object, containing the first and second photodetectors, as well as the first and second sources of coherent radiation, respectively producing the first and second radiation fluxes,
these radiation fluxes are directed respectively to the first and second main beam splitting faces located perpendicular to each other, and
the first photodetector and the first radiation source are located on one side of the first main beam splitting face, while the second photodetector and the second radiation source are located on different sides of the second main beam splitting face,
the first main beam splitting face passes without changing direction the first beam of the first radiation flux having a first polarization, and reflects, respectively, the second beam of the first radiation flux having a second polarization orthogonal to the first polarization,
the second main beam splitting face passes without changing direction the first beam of the second radiation flux and reflects the second beam of the second radiation flux having respectively the first and second polarizations,
On the optical path lines of the first rays of the first and second radiation fluxes, first and second right mirrors are mounted, respectively, oriented in such a way as to direct these rays in the auto-collimation course respectively to the first and second right reflectors mounted on the object, while between the main beam splitting faces and the right reflectors installed the first and second right quarter-wave plates,
on the line of the optical path reflected from the first main beam splitting face of the first beam of the first radiation flux and on the line of the optical path of the second beam of the second radiation flux, respectively, the first and second left mirrors are installed, which are oriented so as to direct these rays in the autocollimation course, respectively, to the first and second left reflectors installed on the object, while the first and second left quarter-wave are installed between the main beam splitting faces and the left reflectors s records,
the first photodetector is located on the optical path of two rays of the first stream after they are aligned, while the second photodetector is located on the optical path of two rays of the second stream after they are combined.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что первый и второй потоки излучения лежат в плоскости, параллельной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани.8. The device according to claim 7, characterized in that the first and second radiation fluxes lie in a plane parallel to the intersection line of the planes in which the first and second main beam splitting faces are located. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что первый и второй потоки излучения лежат в плоскости, перпендикулярной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани.9. The device according to claim 7, characterized in that the first and second radiation fluxes lie in a plane perpendicular to the intersection line of the planes in which the first and second main beam splitting faces are located. 10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что первая и вторая основные светоделительные грани расположены параллельно оси углового смещения объекта.10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the first and second main beam splitting faces are parallel to the axis of the angular displacement of the object. 11. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что первая основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения объекта, а вторая - параллельна ему.11. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the first main beam splitting face is perpendicular to the direction of the linear displacement of the object, and the second is parallel to it. 12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что между первой основной светоделительной гранью и первый левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор.12. The device according to claim 7, characterized in that a phase modulator is installed between the first main beam splitting face and the first left quarter-wave plate. 13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что между второй основной светоделительной гранью и второй левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор.13. The device according to claim 7, characterized in that a phase modulator is installed between the second main beam splitting face and the second left quarter-wave plate. 14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что фазовый модулятор содержит светоделительную грань модулятора, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки и первого зеркала модулятора луч, падающий со стороны основной светоделительной грани, и способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча,
по другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора, установлена вторая четвертьволновая пластинка и второе зеркало модулятора, при этом
одно из зеркал модулятора выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча.
14. The device according to p. 12 or 13, characterized in that the phase modulator comprises a beam splitter face of the modulator, reflecting towards the quarter-wave plate and the first mirror of the modulator a beam incident from the side of the main beam splitter face, and capable of transmitting a beam with polarization orthogonal to the polarization of the specified beam ,
on the other side of the beamsplitter face of the modulator on the line of the optical path of the beam reflected from the first mirror of the modulator, a second quarter-wave plate and a second mirror of the modulator are installed, while
one of the mirrors of the modulator is made with the possibility of reciprocating movement in the direction of the incident beam.
15. Устройство по п.7, отличающиеся тем, что первый и второй правые, а также первый и второй левые отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз». 15. The device according to claim 7, characterized in that the first and second right, as well as the first and second left reflectors are made according to the optical scheme "cat's eye".
RU2011146432/28A 2011-11-16 2011-11-16 Device for measuring linear and angular displacements of object (versions) RU2481553C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146432/28A RU2481553C1 (en) 2011-11-16 2011-11-16 Device for measuring linear and angular displacements of object (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146432/28A RU2481553C1 (en) 2011-11-16 2011-11-16 Device for measuring linear and angular displacements of object (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2481553C1 true RU2481553C1 (en) 2013-05-10

Family

ID=48789583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011146432/28A RU2481553C1 (en) 2011-11-16 2011-11-16 Device for measuring linear and angular displacements of object (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2481553C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650432C1 (en) * 2017-02-02 2018-04-13 Акционерное общество "ЛОМО" Triaxial photoelectric autocollimator
RU2767589C1 (en) * 2020-11-16 2022-03-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук Device for measuring linear and angular displacements, velocities and accelerations of objects

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4859066A (en) * 1988-07-08 1989-08-22 Zygo Corporation Linear and angular displacement measuring interferometer
RU1779913C (en) * 1989-12-05 1992-12-07 Научно-Производственное Объединение "Спектр" Interferometer for measuring motions of object
RU2025655C1 (en) * 1991-06-13 1994-12-30 Николай Степанович Лешенюк Interferometer for measuring displacements
US7375822B2 (en) * 1997-03-04 2008-05-20 Excel Precision Corporation Rotation and translation measurement
US7379187B2 (en) * 2006-03-31 2008-05-27 Mitutoyo Corporation Detector configuration for interferometric distance measurement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4859066A (en) * 1988-07-08 1989-08-22 Zygo Corporation Linear and angular displacement measuring interferometer
RU1779913C (en) * 1989-12-05 1992-12-07 Научно-Производственное Объединение "Спектр" Interferometer for measuring motions of object
RU2025655C1 (en) * 1991-06-13 1994-12-30 Николай Степанович Лешенюк Interferometer for measuring displacements
US7375822B2 (en) * 1997-03-04 2008-05-20 Excel Precision Corporation Rotation and translation measurement
US7379187B2 (en) * 2006-03-31 2008-05-27 Mitutoyo Corporation Detector configuration for interferometric distance measurement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650432C1 (en) * 2017-02-02 2018-04-13 Акционерное общество "ЛОМО" Triaxial photoelectric autocollimator
RU2767589C1 (en) * 2020-11-16 2022-03-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук Device for measuring linear and angular displacements, velocities and accelerations of objects

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4028427B2 (en) Interferometer that eliminates beam walk-off using beam retrace
JP4404502B2 (en) Alignment sensor, alignment sensor system, image rotation interferometer, and alignment mark detection method
US7355719B2 (en) Interferometer for measuring perpendicular translations
US7027162B2 (en) System and method for three-dimensional measurement
US8829420B2 (en) Two dimensional encoder system and method
JP6076589B2 (en) Displacement detector
US9494411B2 (en) Three-dimensional shape measuring device, method for acquiring hologram image, and method for measuring three-dimensional shape
EP3118571B1 (en) Instantaneous phase-shift interferometer and measurement method
JP2007171206A (en) Littrow interferometer
JP4729423B2 (en) Optical interferometer
JP2007024827A (en) Phase shift interferometer
JP4514209B2 (en) Position detection apparatus and method
CN106767389B (en) Striking rope type simultaneous phase-shifting interference testing device based on prismatic decomposition phase shift
US7362447B2 (en) Low walk-off interferometer
JP7064425B2 (en) Optical encoder
RU2481553C1 (en) Device for measuring linear and angular displacements of object (versions)
JP2012013683A (en) Optical distance measuring apparatus
JP2006349382A (en) Phase shift interferometer
RU116223U1 (en) DEVICE FOR MEASURING LINEAR DISPLACEMENT OF OBJECT
JP2007292650A (en) Optical interferometer
RU115083U1 (en) PHASE MODULATOR
ES2594405T3 (en) Tracking type laser interferometer for objects with degrees of freedom of rotation
JP6684623B2 (en) Interferometric rangefinder and perfect retroreflector
JP5793355B2 (en) Oblique incidence interferometer
RU116222U1 (en) DEVICE FOR MEASURING RADIAL DISPLACEMENT OF A ROTATING BODY

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141117