SU1002828A1 - Device for checking mirror shape - Google Patents

Device for checking mirror shape Download PDF

Info

Publication number
SU1002828A1
SU1002828A1 SU813311134A SU3311134A SU1002828A1 SU 1002828 A1 SU1002828 A1 SU 1002828A1 SU 813311134 A SU813311134 A SU 813311134A SU 3311134 A SU3311134 A SU 3311134A SU 1002828 A1 SU1002828 A1 SU 1002828A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
laser
mirrors
optical
drum
mirror
Prior art date
Application number
SU813311134A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Денисович Щеглов
Владимир Степанович Соловьев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3503
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 Предприятие П/Я А-3503 filed Critical Предприятие П/Я А-3503
Priority to SU813311134A priority Critical patent/SU1002828A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1002828A1 publication Critical patent/SU1002828A1/en

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, дл  контрол  формы зеркал.The invention relates to instrumentation technology and can be used, in particular, to control the shape of mirrors.

Известно устройство дл  контрол  формы зеркал, использующее амплитудную модул цию оптического сигнала и содержащее лазер, блок модул торов, интерферометр Майкельсона, фотоприемник (диссектор) и измеритель (фазомер ) .A device for controlling the shape of mirrors using an amplitude modulation of an optical signal and comprising a laser, a modulator unit, a Michelson interferometer, a photodetector (dissector) and a meter (phase meter) is known.

Преобразование оптической разности хода в фазу электрического сигнала осуществл емое в данном устройстве, обеспечивает чувствительность пор дка сотых долей длины волны используемого лазера l .The conversion of the optical path difference into the phase of an electrical signal carried out in this device provides sensitivity in the order of hundredths of the laser wavelength l used.

Недостатком этого устройства  вл етс  сравнительно невысока  чувствительность кднтрол .A disadvantage of this device is the relatively low sensitivity of the control.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  контрол  формы зеркал, содердержащее последовательно расположенные лазер, интерферометр Мдйкельсона, фотоприемник и электрически св занный с ним измеритель. Чувствительность достигает тыс чной долей длины волны используемого лазера 2.Closest to the invention by technical essence is a device for controlling the shape of mirrors, containing a successive laser, a Mdikelson interferometer, a photodetector, and a meter electrically connected with it. Sensitivity reaches a fraction of the wavelength of the laser 2 used.

Недостатком известного интерферометра  вл етс  мала  амплитуда смещени  зеркала оптического резонатора, что ограничивает девиацию частотной The disadvantage of the known interferometer is the small amplitude of the mirror displacement of the optical resonator, which limits the frequency deviation

10 модул ции, а следовательно, и чувствительность контрол .10 modulations, and hence the control sensitivity.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительиюсти контрол .The aim of the invention is to increase the sensitivity of the control.

1515

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  контрол  формы зеркал, снабжено барабанои, выполненным с возможностью вращени  вокруг оси, перпендикул рной плоскости, про20 ход щей через оптическую ось лазера, и по крайней мере одним уголковым отражателем, жестко закрепленным на боковой поверхности барабана и расположенным в оптическом тракте лазера менаду его активным элементом и ОДНИМ из его зеркал. На фиг.1 приведена оптическа  схема устройства дл  контрол  формы зеркал; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З график закона частотной модул ции лазерного излучени . Устройство содержит лазер, включающий глухое плоское зеркало 1,активный элемент 2 и полупрозрачное зеркало 3Между глухим плоским зеркалом 1 и активным элементом 2 в оптический тракт лазера введен один или нескол . ко уголковых отражателей ,жестко закрепленных, например приклеенных, на боковой поверхности барабана 5, установленного на оси 6 электродвигател  (не.показан). На оптической оси активного элемента 2 за полупрозрачным зеркалом 3 установлена положительна  линза 7 с фокусом которой совмещена диафра - ма 8, и светоделитель 9. Светоделитель 9, объектив 10, опорное сферическое зеркало 11 и контролируемое зеркало 12 образуют интерферометр Майкельсона, на выходе которого установлена диафрагма 13 и фотоприемник И, например фотоэлект ронный умножитель, соединенный с входом измерител  15, в качестве которого используетс  измеритель вре менных интервалов. Диафрагмы 8 и 13 центр кривизны опорного зеркала 11 и передний фокус объектива 10 оптически сор жены. Перед контролируёмым зеркалом 12 установлена диафрагма 16, имеюща  свободу перемещени  по двум направлени м в своей плоскости. Устройство работает следующим образом. Лазер, образованный глухим плоским зеркалом 1, активным элементом 2 и полупрозрачным зеркалом 3, генерирует в полосе усилени  активного элемента 2 на частоте, определ емой мгновенным значением длины оптического резонатора и скоростью ее .изменени . При вращении барабана 5 уголковые отражатели k, поочередно попадающие в оптический тракт лазера, т.е. отре зок оптической оси лазера, заключенный между зеркалами 1 и 3, периодически измен ют длину оптического резонатора , вызыва  тем самым частотну 8284 «одул цию лазерного излучени  по некоторому пилообразному закону ((крива  17 изменени  частотной модул ции на фиг. З) Частбтно-модулированное излучение лазера фокусируетс  линзой 7 на входную диафрагму 8 и с помощью светоделител  9 расщепл етс  на два луча, проход щих опорное и. измерительное плечи интерферометра Майкельсона. Опорный луч, отрауха сь от опорного зеркала 11,и измерительный луч, прохог д  объектив 10, диафрагму 1б и отража сь от контррлируемогр зеркала 12, фокусируютс  на выходную диафрагму 13 и попадают на.вход фотоприемника 1A. Диафрагмы 8 и 13 служат дл  защиты входа фотоприемника 14 от посторонней засветки. Диафрагма 1б служит дл  выбора заданного участка контролируемого зеркала 12. Оптическа  разность хода опорного луча и измерительного луча в области диафрагмы 1Ь вызывает временной сдвиг закона модул ции на величину t( фиг.З), а следовательно, и частотный сдвиг д- . Разнесенные по частоте опорный и измерительный сигналы, одновременно действующие на вход фотоприемника 14, вызывают на его выходе биени  с частотой &. Период Т J5 биений сигнала фотоприемника И измер етс  измерителем 15 временных интервалов, проградуированным в единицах длины. Введение вращающегос  барабана 5 с уголковыми отражател ми 4 в резонатор лазера и использование измерител  15 временных интервалов вместо фазометра позвол ет резко увеличить чувствительность интерферометра . Геометрическа  разность хода измерительного и опорного лучей св зана с периодом Т биений формулой о , acoRT ° где со - углова  скорость вращени  барабана 5; UQ - максимальна  длина оптического резонатора; R - смещение оси вращени  барабана 5 относительно оптической оси активного элемента 2; Q- длина волны используемого лазера .The goal is achieved by the fact that the device for controlling the shape of the mirrors is equipped with a drum, made to rotate around an axis, perpendicular to the plane passing through the optical axis of the laser, and at least one corner reflector rigidly fixed on the side surface of the drum and located in the optical path of the laser, the menad is its active element and ONE of its mirrors. Figure 1 shows the optical layout of the device for controlling the shape of the mirrors; figure 2 is a view of And figure 1; Fig. 3 is a plot of the law of frequency modulation of laser radiation. The device comprises a laser comprising a flat flat mirror 1, an active element 2 and a translucent mirror 3 Between the deaf flat mirror 1 and the active element 2, one or several are inserted into the optical path of the laser. to the corner reflectors rigidly fixed, for example pasted, on the lateral surface of the drum 5, mounted on the axis 6 of the electric motor (not shown). On the optical axis of the active element 2 behind the translucent mirror 3 a positive lens 7 is installed with the focus of which is combined a diaphragm 8 and a beam splitter 9. A beam divider 9, a lens 10, a reference spherical mirror 11 and a controlled mirror 12 form a Michelson interferometer, the output of which is an aperture 13 and a photodetector AND, for example, a photomultiplier tube connected to the input of the meter 15, which is used as a time meter. The diaphragms 8 and 13 are the center of curvature of the reference mirror 11 and the front focus of the objective 10 optically weighted. In front of the monitored mirror 12, a diaphragm 16 is installed, having freedom of movement in two directions in its plane. The device works as follows. A laser formed by a deaf plane mirror 1, an active element 2 and a translucent mirror 3, generates in the gain band of the active element 2 at a frequency determined by the instantaneous value of the length of the optical resonator and its rate of change. When the drum rotates 5 corner reflectors k, alternately falling into the optical path of the laser, i.e. The optical axis of the laser, enclosed between mirrors 1 and 3, periodically changes the length of the optical resonator, thereby causing the frequency 8284 laser emission to a certain sawtooth law ((curve 17 of the frequency modulation shown in FIG. 3)) The laser radiation is focused by the lens 7 onto the input diaphragm 8 and is split into two beams passing through the reference and measuring arms of the Michelson interferometer using a beam splitter 9. The reference beam reflected from the reference mirror 11 and the measuring beam The lens 10, the aperture 10, and the aperture 1b reflected from the counter-controlled mirror 12 is focused on the output aperture 13 and hit the input of the photodetector 1A. The apertures 8 and 13 serve to protect the input of the photodetector 14 from stray light. Aperture 1b serves to select the set the area of the monitored mirror 12. The optical path difference between the reference beam and the measuring beam in the area of the diaphragm 1b causes a time shift of the modulation law by the value of t (Fig. 3), and hence the frequency shift e-. The reference and measurement signals separated by frequency, simultaneously acting on the input of the photodetector 14, cause a pulse with frequency & at its output. The period T J5 of the beating of the signal of the photodetector AND is measured with a 15 time interval meter calibrated in units of length. The introduction of a rotating drum 5 with corner reflectors 4 into the laser resonator and the use of a 15 time interval meter instead of a phase meter allows a sharp increase in the sensitivity of the interferometer. The geometrical difference in the course of the measuring and reference rays is associated with the period T of the beats by the formula o, acoRT °, where w is the angular velocity of rotation of the drum 5; UQ is the maximum length of the optical resonator; R is the displacement of the axis of rotation of the drum 5 relative to the optical axis of the active element 2; Q is the wavelength of the laser used.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  контрол  формы зеркал , содержащее последовательно расположенные лазер, интерферометр Майкельсона, фотоприемник и электрически св занный с ним измеритель, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности контрол , оно снабжено барабаном выполненным с возможностью вращени  вокруг оси, перпендикул рной плоскости , проход щей через оптическую ось лазера, и по крайней мере одним уголковым отражателем, жестко закрепленным на боковой поверхностиA device for controlling the shape of mirrors, containing successively located laser, Michelson interferometer, photodetector and electrically connected with it meter, characterized in that, in order to increase the sensitivity of the control, it is equipped with a drum made with the possibility of rotation around an axis perpendicular to the plane passing through the optical axis of the laser, and at least one corner reflector rigidly mounted on the side surface барабана и расположенным в оптическом тракте лазера между его активным элементом и одним из его зеркал.drum and located in the optical path of the laser between its active element and one of its mirrors. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе К Mottier F,M. Microprocessorbased automatic heterodyne interferometer , - Optical Engineering, vol. 18, № 5, September - October,Sources of information taken into account in the examination of Mottier F, M. Microprocessorbased automatic heterodyne interferometer, - Optical Engineering, vol. 18, No. 5, September - October, 1979.1979 2. Esulun S.A., Wolff E.G.lAdvances in interferometric signal analysis . - JSA Transactions, vol, 19, (Г 1, November-December, 1979 (прототип ).2. Esulun S.A., Wolff E.G.Advances in interferometric signal analysis. - JSA Transactions, vol, 19, (G 1, November-December, 1979 (prototype). Фиг.FIG.
SU813311134A 1981-06-29 1981-06-29 Device for checking mirror shape SU1002828A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813311134A SU1002828A1 (en) 1981-06-29 1981-06-29 Device for checking mirror shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813311134A SU1002828A1 (en) 1981-06-29 1981-06-29 Device for checking mirror shape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1002828A1 true SU1002828A1 (en) 1983-03-07

Family

ID=20966788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813311134A SU1002828A1 (en) 1981-06-29 1981-06-29 Device for checking mirror shape

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1002828A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1334053C (en) Self-oscillating, optical resonant sensor
US4963731A (en) Optical level measurement system
JP2846929B2 (en) Wind speed measurement device at intermediate altitude
US4969736A (en) Integrated fiber optic coupled proximity sensor for robotic end effectors and tools
US4486095A (en) Movement measuring apparatus and landmarks for use therewith
US4201468A (en) Method and apparatus for Doppler frequency modulation of radiation
GB1465816A (en) Laser-doppler anemometer
US3888589A (en) Reflection grating optical odometer
EP0062642B1 (en) Movement measuring apparatus and landmarks for use therewith
SU1002828A1 (en) Device for checking mirror shape
US3517998A (en) Optical doppler radar device
GB2184830A (en) Optical displacement transducer
GB1468839A (en) Device for measuring the angular deviation of a reflected laser beam using heterodyne detection
US3902804A (en) Optical velocity measuring apparatus
SU1647239A1 (en) Laser meter
SU1315794A1 (en) Null-indicator
RU1347689C (en) Method of remote measuring of initial value of focal distance of refraction channels
SU720292A1 (en) Servo system for optical interferometers
JP3347178B2 (en) Optical frequency measurement device
SU823849A1 (en) Photoelectric meter of circular displacements
SU1551985A1 (en) Photoelectric autocollimator
SU853378A1 (en) Interference device for measuring linear and angular displacements
SU1516910A1 (en) Refractometer
SU406180A1 (en) TWO-COORDINATE AUTO-COLLIMATOR
RU17219U1 (en) ACOUSTOPTIC DEVICE FOR MEASURING MOVEMENTS