SU1026010A1 - Устройство дл измерени малых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра - Google Patents

Устройство дл измерени малых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра Download PDF

Info

Publication number
SU1026010A1
SU1026010A1 SU792815644A SU2815644A SU1026010A1 SU 1026010 A1 SU1026010 A1 SU 1026010A1 SU 792815644 A SU792815644 A SU 792815644A SU 2815644 A SU2815644 A SU 2815644A SU 1026010 A1 SU1026010 A1 SU 1026010A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
interferometer
measuring
output
optical length
processing circuit
Prior art date
Application number
SU792815644A
Other languages
English (en)
Inventor
Израиль Лазаревич Берштейн
Владимир Анатольевич Рогачев
Original Assignee
Институт прикладной физики АН СССР
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 Институт прикладной физики АН СССР filed Critical Институт прикладной физики АН СССР
Priority to SU792815644A priority Critical patent/SU1026010A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1026010A1 publication Critical patent/SU1026010A1/ru

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ МЕДЛЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ОПТИЧЕСКО ДЛИНЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПЛЕЧА ИНТЕРФЕРОМЕТРА , содержащее иаточник излучени , интерферометр, опорное зерка ло которого укреплено на пьезокерамическом элементе, фотоприемник. установленный на выходе интерферометра , схему обработки сигнала, генератор переменного напр жени , соединенный с пьезокерамическим элементом, и регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, схема обработки сигнала выполнена в виде соединенных последовательно усилител  переменного напр жени , соединенного с фотоприемником, фазового детектора и усилител  посто нного тока, выход которого соединен с пьеэокерамическим элементом, второй вход фазового детектора соединен с генератором переменного.напр жени , а выход - с регистратором.

Description

Изобретение относитс  к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в оптической инте ферометрии дл  измерени  малых медленных изменений длины оптического пути, обусловленных как перемещением отражающей поверхности, так и изменением показател  преломлени  среды внесенной в измерительное плечо интерферометра , в частности, устройст может быть использовано дл  исследовани  и измерени  скорости роста кристаллов, в зтом случае отражающе поверхностью будет  вл тьс  растуща грань кристалла. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  м лых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра , содержащее источник излучени , интерферометр, опорное зеркало которого укреплено на пьезокерамическом элементе, установленный на выходе интерферометра фотоприемник, схему обработки сигнала, генератор переменного напр жени , соединенный с пьезокерамическим элементом, и регистратор l , Однако известное устройство дл  измерени  малых медленных изменений оптической длины (например, в резуль тате изменени  геометрических параметров объекта) обладает недостаточной чувствительностью, что обусловлено самим принципом измерени , осно ванньм на регистрации временных интервалов (минимальна  зарегистрированна  и устойчиво воспроизводима  величина микронеровностей составл ет 50 А) . Цель изобретени  - повышение точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  малых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра , содержащем источник излучени , интерферометр, опорное зеркало которого укреплено на пьезокерамичес ком элементе, фотоприемник, установленный на выходе интерферометра, схе му обработки сигнала, генератор переменного напр жени , соединенный с пьезокерамическим элементом, и регистратор , схема обработки сигнала выполнена в, виде соединенных последо вательно усилител  переменного напр  жени , соединенного с фотоприемником фазового детектора и усилител  посто нного тока, выход которого соединен с пьезокерамическим элементом, второй вход фазового детектора соеди нен с генератором переменного напр жени ,, а ввлход - с регистратором. На чертеже приведена схема устройства . Устройство содержит источник 1 излучени , интерферометр, измеритель ное плечо которого образовано рассто нием от делительной полупрозрачной пластины 2 до отражател  3, а опорное плечо образовано рассто нием от пластины 2 до опорного зеркала 4 (отражатель 3 и зеркало 4 расположены так, что на выходе интерферометра образуетс  интерференционна  картина отражатель 3 представл ет собой либо зеркало измерительного плеча, в котором установлена исследуема  среда с переменным показателем преломлени , либо  вл етс  отражающей поверхностью перемещающегос  объекта), пьезокерамический элемент 5, генератор 6 переменного напр жени , соединенный с последним, фотоприемник 7, установленный на выходе интерферометра,схему обработки сигнала, выполненную в виде соединенных последовательно усилител  8 переменного напр жени , фазового детектора 9 и усилител  10 посто нного тока, соединенного с пьезокерамическим элементом 5, и регистратор 11, соединенный с выходом фазового детектора 9. Устройство работает следующим образом. Излучение источника 1 (лазера) полупрозрачной пластиной 2 делитс  на опорное и измерительное, при этом пластина 2 направл ет измерительное излучение на отражатель 3, а опорное излучение на зеркало 4. Зеркало 4 под действием напр жени  частоты F, подаваемого на пьезокерамический элемент 5, модулирует длину опорного плеча с частотой F. Тем самым с частотой F модулируетс  фаза колебаний опорного излучени . В то же врем  изменение оптической длины измерительного плеча приводит к изменению фазы колебаний измерительного излучени . На выходе интерферометра интерферируют два колебани : измерительного с фазой j, линейно завис щей от оптической длины измерительного плеча Е СО5 (оо,-су) , и опорное (cot-Фсоа2 1 Ft)/ „здесь W - оптическй  частота,, а ф-111, где 7( ft . длина волны; 6 - амплитуда колебаний зеркала 4 (пор док величины F« 5-10 кГll:}t| 5-10%). В результате на ВЕлходе фотоприемника 7 содержитс  сигнал ,пропорциональный E4Ei3,(9)s(nt(i cos 2ftPt, где - функци  Бессел  первого пор дка. Этот сигнал усиливаетс  усилителем 8 и подаетс  на первый вход фазового детектора 9, на второй вход которого поступает опорное напр жение частоты F. На выходе фазового детектора 9 напр жение равно и ), где А - амплитуда , определ ема  интенсивност ми интерферирующих лучей и коэффициентами усилени  и преобразовани  в схее обработки сигнала. Напр жение U усиливаетс  усилителем 10 псх;то нног тока и подаетс  на пьеэокерамический элемент 5 зеркала 4 дл  автоматической подстройки оптической длины опор ного плеча в соответствии с измен ющейс  оптической длиной измерительного плеча (с точностью до целого числа длин волн, не вли ющего на результат интерференции). Выравнивание оптических длин плеч приводит к значительному уменьшению разности фаз 9 между интерферирующими колебани ми в результате чего ((( заменитс  на (f-ktcU, где к - коэффициент усилени  усилител  Юг о - коэффициент, харак теризующий чувствительность пьезркерамического элемента 5. При этом напр жение и на выходе фазового детектора 9,  вл ющеес  сигналом ошибки , равно и (Cf-kei-U)«((-ыи), откуда следует . , .Таким образом, устройство позвол ет при выборе параметров Д,к и оС в соответствии с соотношением AkoC 1 получить линейную зависимость между изменением фазы измерительного излучени  и сигналом ошибки и на выходе фазового детектора. Поскольку изме нение фазы ср линейно зависит от изменени  оптической длины измерительного плеча, то при соответствующей калибровке регистратора им регистрируетс  искомое изменение оптической длины. При наблюдении изменений оптической длины измерительного плеча, происход щих с низкой частотой (20-200 Гц), на лабораторнсм макете , зафиксировано пороговое значение чувствительности устройства пор дка сотой доли ангстр а при полосе при ема 6 Гц. При этом даже существенные изменени  интенсивности излучени  в измерительном плече, вызванные изменением коэффициента отражени  от отражател  3, слабо вли ют на результат измерени г поскольку, как видно из соотношени  (1), сигнал ошибки и слабо зависит от величины А, пропорциональной корню квгщратному от интенсивности излучени , отраженного от отражател  3. Дл  компенсации флуктуации интенсивности опорного и измерительного излучений интерферометра (например, из-за флуктуации излучени  лазера) в устройстве может быть использован второй фотоприемник, при этом, он должен быть оптически св зан с вторым выходом интерферометра, а выход фотоприемника должен быть подключен в противофазе с первым фотоприемником к входу усилител  переменного напр жени .

Claims (1)

  1. УСТРОЙСТВО
    МАЛЫХ МЕДЛЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ОПТИЧЕСКОЙ ДЛИНЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПЛЕЧА ИНТЕРФЕРОМЕТРА, содержащее иаточник излучения, интерферометр, опорное зеркало которого укреплено на пьезокера установленный на выходе интерферометра, схему обработки сигнала, генератор переменного напряжения, соединенный с пьезокерамическим элементом, и регистратор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений, схема обработки сигнала выполнена в виде соединенных последовательно усилителя переменного напряжения, соединенного с фотоприемником, фазового детектора и усилителя постоянного тока, выход которого соединен с пьезокерамическим элементом, второй вход фазового детектора соединен с генератором переменного.напря- f
SU792815644A 1979-09-07 1979-09-07 Устройство дл измерени малых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра SU1026010A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792815644A SU1026010A1 (ru) 1979-09-07 1979-09-07 Устройство дл измерени малых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792815644A SU1026010A1 (ru) 1979-09-07 1979-09-07 Устройство дл измерени малых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1026010A1 true SU1026010A1 (ru) 1983-06-30

Family

ID=20848882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792815644A SU1026010A1 (ru) 1979-09-07 1979-09-07 Устройство дл измерени малых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1026010A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Квантова электроника , .1977, 1, с. 69-71 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0193742B1 (en) Wavelength scanning interferometry and interferometer employing laser diode
JPS6231282B2 (ru)
JPH03505376A (ja) 干渉計による長さ測定のための波長安定化装置
US4932782A (en) Channelled light spectrum analysis measurement method and device, more especially for measuring a low amplitude movement of a mobile surface, which may be representative of a variation of a physical magnitude convertible into such a movement
US4655597A (en) Micro-displacement measuring apparatus using a semiconductor laser
US20050231728A1 (en) Q-point stabilization for linear interferometric sensors using tunable diffraction grating
US3708229A (en) System for measuring optical path length across layers of small thickness
GB2147695A (en) Balancing of interferometric optical fibre sensors
JP3188528B2 (ja) 交番電界及び交流電圧のための光ファイバーセンサ
SU1026010A1 (ru) Устройство дл измерени малых медленных изменений оптической длины измерительного плеча интерферометра
US6166815A (en) Constantly high sensitivity fiber optic interferometer sensor
Velluet et al. Fiber optic pressure sensor using white light interferometry
US5991027A (en) Optical vibration measurement system
SU911168A1 (ru) Оптический виброметр
EP0579707B1 (en) Apparatus for measurement using an acousto-optic device
SU817545A1 (ru) Устройство дл определени темпе-РАТуРы СЕгНЕТОэлЕКТРичЕСКОгО фАзОВОгОпЕРЕХОдА
SU658411A1 (ru) Устройство дл измерени разности хода в эталоне фабри-перо
Hirose et al. Optical fibre vibration sensing system
JP2629319B2 (ja) 膜厚モニター装置
SU938660A1 (ru) Устройство дл дистанционного измерени рассто ний
SU1245884A1 (ru) Устройство дл измерени геометрических параметров
SU1179103A1 (ru) Интерферометр дл измерени рассто ний
SU1681169A1 (ru) Устройство дл контрол формы поверхности
SU679789A1 (ru) Интерференционное устройство дл измерени перемещений
SU1236313A1 (ru) Интерференционный способ регистрации нулевого положени сканирующего зеркала и устройство дл его осуществлени