RU2774154C1 - Интерферометр для измерения линейных перемещений - Google Patents
Интерферометр для измерения линейных перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774154C1 RU2774154C1 RU2021123365A RU2021123365A RU2774154C1 RU 2774154 C1 RU2774154 C1 RU 2774154C1 RU 2021123365 A RU2021123365 A RU 2021123365A RU 2021123365 A RU2021123365 A RU 2021123365A RU 2774154 C1 RU2774154 C1 RU 2774154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interferometer
- measuring
- linear displacements
- beams
- reflectors
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Интерферометр для измерения линейных перемещений относится к области измерительной техники и может быть использован для измерения линейных перемещений движущихся объектов, например, подвижных частей прецизионных станков. Изобретение направлено на повышение функциональной возможности оптического интерферометра без уменьшения точности измерения за счет разделения конструкции, состоящей из двух уголковых отражателей, и использования данной конструкции не только для измерения отклонений от прямолинейности, но и для измерения линейных перемещений подвижных объектов. Это достигается тем, что в конструкции интерферометра для измерения отклонений от прямолинейности конструкцию, состоящую из двух уголковых отражателей, разделяют таким образом, что один из уголковых отражателей остается неподвижным, а по движению второго уголкового отражателя судят о перемещении подвижного объекта. 1 ил.
Description
Интерферометр для измерения линейных перемещений относится к области измерительной техники и может быть использован для измерения линейных перемещений движущийся объектов, например, подвижных частей прецизионных станков.
Известен интерферометр для измерения линейных перемещений, содержащий одночастотный лазер, установленные последовательно по ходу его излучения расщепитель лазерного излучения на два пучка и устройство сдвига частоты излучения, выполненные в виде дифракционного фазового модулятора, плоские отражатели, светоделители, угловые отражатели, фотоприемники. Модулятор представляет собой акустооптическую ячейку, питаемую переменным напряжением. Один уголковый отражатель устанавливается на измеряемом объекте, а другой уголковый отражатель установлен неподвижно [SU № 991152, 1981].
Недостатком известного интерферометра является низкая точность измерений, обусловленная тем, что частота измерительного сигнала может изменяться в очень широких пределах, начиная с нулевого значения, а также дрейфом энергетических параметров источника и приемников излучения.
Из известных, наиболее близким по технической сущности является интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности, схема которого построена таким образом, что пучки лучей источника монохроматического излучения проходят через акустооптический модулятор, где дифрагируют на бегущей ультразвуковой волне и поступают на движущуюся систему оптических элементов, состоящую из двух уголковых отражателей, интерферируют на одной из полупроводниковой граней уголкового отражателя и направляются на фотоприемник, на котором по изменению фазы электрического сигнала определяют непрямолинейность измеряемой поверхности [SU № 1696851, 1991].
К недостаткам рассматриваемого устройства можно отнести невозможность измерения линейного перемещения измеряемого объекта, так как система из двух уголковых отражателей жестко соединены друг с другом и при движении данной системы оптическая разность хода двух световых пучков, проходящих разные расстояния, будет одинаковой.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение функциональной возможности оптического интерферометра за счет разделения конструкции, состоящей из двух уголковых отражателей, и использования данной конструкции не только для измерения отклонений от прямолинейности, но и для измерения линейных перемещений подвижных объектов.
Это достигается тем, что в интерферометре для измерения отклонений от прямолинейности, содержащем источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника акустооптический модулятор, поворотные зеркала, объектив, блок отражателей, состоящий из подвижного и неподвижного уголковых отражателей, фотоприемник, отличающийся тем, что с целью повышения функциональных возможностей интерферометра не уменьшая точности измерения блок отражателей разделен на неподвижный уголковый отражатель, который жестко соединен с корпусом интерферометра, и подвижный уголковый отражатель, который жестко соединен с объектом измерения и перемещается вместе с ним.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом.
На чертеже изображен интерферометр для измерения линейных перемещений объекта, содержащий источник оптического излучения (1), акустооптический модулятор (2), объектив (5), поворотные зеркала (3,4,9), неподвижный уголковый отражатель (7), подвижный уголковый отражатель (6), источник электрического сигнала (8), фотоприемник (10).
Принцип работы интерферометра заключается в следующем.
Пучки лучей источника оптического излучения 1 проходят через систему поворотных зеркал 3, 4 и поступают на акустооптический модулятор 2, где дифрагируют на бегущей ультразвуковой волне, возбуждаемой от источника электрического сигнала 8. В результате дифракции в поле акустооптического модулятора 2 пучки лучей распространяются под разными углами по отношению к оптической оси интерферометра. В дальнейшем будем рассматривать только два пучка лучей, соответствующие дифракционным порядкам E(0) и E(-1), соответствующие нулевому и первому порядку дифракции. Частотные спектры пучков лучей E(0) и E(-1) отличаются друг от друга на частоту возбуждения ƒ ультразвуковой волны, а угол расхождения пучков лучей равен углу дифракции. Пройдя через объектив 5, пучки лучей E(0) и E(-1) станут параллельными, отстающими друг от друга на расстояние d. Пучок лучей E(0) отражается от боковых граней подвижного уголкового отражателя 6, пучок лучей E(-1) отражается от боковых граней неподвижного уголкового отражателя 7. На полупрозрачной грани неподвижного уголкового отражателя 7 пучки лучей E(0) и E(-1) интерферируют и через поворотное зеркало 9 попадают на фотоприемник 10, на выходе которого имеется электрический сигнал, частота которого равна разности частот взаимодействующих пучков лучей E(0) и E(-1). При движении подвижного уголкового отражателя 6 по измеряемой траектории изменяются длины оптического хода лучей E(0) и E(-1). Изменение разности хода пучков лучей E(0) и E(-1) приводит к изменению фазы электрического сигнала на фотоприемнике 10, которое пропорционально величине измеряемого перемещения.
Расположение акустооптического модулятора 2 на выходе источника оптического излучения 1 монохроматического излучения позволяет выполнить акустооптическому модулятору 2 две функции - формирование когерентных частотно-смещенных пучков лучей и пространственное разделение пучков лучей.
Измеряемое перемещение контролируемого объекта L вычисляется по формуле:
где λ вак - длина волны оптического излучения лазера в вакууме; N - количество целых и дробных частей числа полос на фотоприемнике; n возд - показатель преломления воздуха, в котором производится измерение.
Таким образом, в предложенном техническом решении имеется возможность изменять не только отклонение от прямолинейности, но и линейные перемещения объектов. Это приводит к повышению функциональных возможностей предлагаемой схемы интерферометра, не уменьшая точности измерения.
Claims (1)
- Интерферометр для измерения линейных перемещений, содержащий источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника акустооптический модулятор, поворотные зеркала, объектив, блок отражателей, состоящий из подвижного и неподвижного уголковых отражателей, фотоприемник, отличающийся тем, что с целью повышения функциональных возможностей интерферометра, не уменьшая точности измерения, блок отражателей разделен на неподвижный уголковый отражатель, который жестко соединен с корпусом интерферометра, и подвижный уголковый отражатель, который жестко соединен с объектом измерения и перемещается вместе с ним.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2774154C1 true RU2774154C1 (ru) | 2022-06-15 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1019233A1 (ru) * | 1982-02-11 | 1983-05-23 | Саратовский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Двухкоординатный интерферометр дл измерени линейных перемещений |
SU1578457A1 (ru) * | 1988-01-08 | 1990-07-15 | Предприятие П/Я В-8495 | Интерферометр дл измерени линейных перемещений |
SU1670409A1 (ru) * | 1989-07-11 | 1991-08-15 | Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола | Интерференционное устройство дл измерени линейных перемещений объекта |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1019233A1 (ru) * | 1982-02-11 | 1983-05-23 | Саратовский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Двухкоординатный интерферометр дл измерени линейных перемещений |
SU1578457A1 (ru) * | 1988-01-08 | 1990-07-15 | Предприятие П/Я В-8495 | Интерферометр дл измерени линейных перемещений |
SU1670409A1 (ru) * | 1989-07-11 | 1991-08-15 | Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола | Интерференционное устройство дл измерени линейных перемещений объекта |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102564317B (zh) | 一种基于光纤复合干涉的高精度远程绝对位移测量系统 | |
CN101825432B (zh) | 双波长光纤干涉大量程高分辨率位移测量系统 | |
CN102564318B (zh) | 一种基于光纤复合干涉的高精度绝对位移测量系统 | |
US8243279B2 (en) | Displacement measurement apparatus | |
JPH07111323B2 (ja) | 光学測定装置 | |
CN105333815B (zh) | 一种基于光谱色散线扫描的超横向分辨率表面三维在线干涉测量系统 | |
US4436424A (en) | Interferometer using transverse deviation of test beam | |
CN105333816B (zh) | 一种基于光谱色散全场的超横向分辨率表面三维在线干涉测量系统 | |
JP2013083581A (ja) | 計測装置 | |
CN102538866B (zh) | 一种可调谐拍波线扫描的表面三维干涉测量系统 | |
US5394240A (en) | High-accuracy air refractometer utilizing two nonlinear optical crystal producing 1st and 2nd second-harmonic-waves | |
RU2774154C1 (ru) | Интерферометр для измерения линейных перемещений | |
CN105300290B (zh) | 一种基于波数分辨的低相干干涉绝对距离测量系统 | |
JP5786270B2 (ja) | 2色干渉計測装置 | |
JPH04326005A (ja) | 真直度測定装置 | |
KR100468155B1 (ko) | 이종모드 헬륨-네온 레이저와 슈퍼 헤테로다인위상측정법을 이용한 헤테로다인 레이저 간섭계 | |
JP2001033209A (ja) | 距離計 | |
KR102079588B1 (ko) | 페브리-페롯 간섭계 기반 평판의 두께 및 굴절률 측정 방법 | |
KR100332035B1 (ko) | 단일 파장 레이저 광의 다중패스를 이용한 거리 측정장치 및 방법 | |
SU1696851A1 (ru) | Интерферометр дл измерени отклонений от пр молинейности | |
RU2742694C1 (ru) | Двухволновый лазерный измеритель перемещений | |
RU2502951C1 (ru) | Устройство контроля положения объекта нано- и субнанометровой точности | |
RU2158416C1 (ru) | Устройство для определения размеров деталей | |
KR100628999B1 (ko) | 광/엑스선 복합 간섭계를 이용한 2차원 길이 측정장치 | |
SU1610252A1 (ru) | Способ измерени пространственных перемещений объекта |