SU1026106A1

SU1026106A1 - Optical mixing-separating device

Info

Publication number: SU1026106A1
Application number: SU823405753A
Authority: SU
Inventors: Юрий Михайлович Грязнов; Игорь Павлович Курицын
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4367
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1982-03-16
Publication date: 1983-06-30

Abstract

ОПТИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОСМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее две скрепленные между собой неподвижные и одну .подвижную призмы, а также светоделительный диэлектирческий слой, в котором одна из неподвижных и подвижна призмы выполнены в виде уголковых отражателей, а основание подвижного уголкового отражател ориентировано перпендикул рно направлению его перемещени , о тличающеес тем, что, с целью упрощени конструкций устройства и его юстировки, втора неподвижна йризма также выполнена в виде уголкового отражател , причем-основани неподвижных уголковых отражателей обращены в противоположные стороны и параллельны друг другур второй неподвижный и подвижный уголковые отражатели ориентированы симметрично относительно плоскости, перпендикул рной направлению перемещени последнего, а светоделительный слой i размещен между контактирующими час (Л т ми боковых граней неподвижных уголковых отражателей. Ю да даOPTICAL DIVIDING MIXING DEVICE, containing two fixed and one fixed prism, as well as a beam-splitting dielectric layer, in which one of the fixed and movable prisms are made in the form of corner reflectors, and the base of the moving corner reflector is oriented perpendicular to the direction of its movement, it is perpendicular to its direction. the fact that, in order to simplify the design of the device and its adjustment, the second fixed motion is also made in the form of a corner reflector, moreover The vanes of the stationary corner reflectors are turned in opposite directions and parallel to each other the second stationary and movable corner reflectors are symmetrically oriented with respect to a plane perpendicular to the direction of movement of the latter, and the beam splitting layer i is placed between the contacting hour (Lt m of the lateral faces of the stationary corner reflectors. Y

Description

Изобретение относитс к оптическому приборостроению и может быть применено в оптических устройствах, где необходимо осуществить разделение пучков света на две части и их последующее пространственное совмещение , в частности в лазерных интерферометрах . Известно оптическое разделительно-смесительно устройство, состо щее из полупрозрачной пластины и двух зеркал, ориентированных перпендикул рно друг другу, причем полупрозрачна пластина установлена под углом 45° к каждому зеркалу. Это устройство используетс в интерферометре Майкельсона ij . Недостатком устройства вл етс больша чувствительность к разъюстировкам , что обусловлено необходимостью точной взаимной ориентации элементов устройства дл обеспечени его работоспособности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс оптическое разделительно-смесительное устройство, содержащее две скреплен . ные между собой неподвижные и одну подвижную призмы, а также светодели |Тельный диэлектрический слой, в котором одна из неподвижных и подвижна призмы-выполнены в виде уголковых отражателей, а основание подвиж ного уголкового отражател ориентировано перпендикул рно направлениюего перемещени |д . Втора неподвижна призма, скреп ленна с уголковым отражателем, вы полнена в этом устройстве в виде ку призмы, состо щей Из двух пр моугол ных призм, соединенных между собой гипотенузными гран ми, между которы ми размещен светоделительный диэлек трическиЯ слой. Основание неподвижного уголкового отражател , соединенное с куб-призмой, ориентировано в этом случае параллельно направлению перемещени подвижного уголково го отражател . Выполнение отражающих элементов в виде уголковых отра жателей в отличие от зеркал в интер ферометре Майкельсона уменьшает чув ствительность к разъюстировкам, поскольку такие отражатели возвращают свет по направлению его падени с большой степенью точности дажепри значительных др 20-60° углах их раз . ворота. Однако юстировка блок-модул неподвижных призм и в этом случае должна быть очень точной, что усложн ет эту операцию. Другим недостатком данного устройства вл ет с необходимость использовани четы рех оптических элементов двух разли ных конструкций. Цель изобретени - упрощение кон струкции устройства и его юстировки Поставленна цель достигаетс тем, что в оптическом разделительно-смесительном устройстве, содержащем две скрепленные.между собой неподвижйые и одну подвижную призмы, а также светоделительный диэлектрический слой, в-котором одна из неподвижных и-подвижна призмы выполнены в виде уголковых отражателей, а основание подвижного уголкового отражател ориентировано перпендикул рно направлению его перемещени , втора неподвижна призма также выполнена в виде уголкового отражател , причем основани неподвижных уголковых отражателей обращены в противоположные стороны и параллельны друг другу , второй неподвижный и подвижный уголковые отражатели ориентированы симметрично относительно плоскости, перпендикул рной направлению перемещени последнего, а светоделительный слой размеден между контактирующими част ми боковых граней неподвижных уголковых отражателей. , На фиг. 1 представлен блок-модуль неподвижных уголковые отражателей; на фиг. 2 - схема работы предлагаемого устройства в составе лазерного интерферометра. Оптическое разделительно-смесительное устройство содержит два скрепленных между собой неподвижных уголковых отражател 1 и 2 и подвижный уголковый отражатель 3. Основани 4 и 5 отражателей 1 и 2 ориентированы в противоположные стороны и параллельны друг другу. Это достигаетс соответствующей ориентацией элементов 1 и 2, при которой верщина 6 пр мого угла одной из граней 7отражател 1 совмещена с серединой гипотенузы одной из боковых граней 8отражател 2, а вершина 9 пр мого угла грани 8 - с серединой гипотенузы грани 7. Между контактирующими част ми боковых граней 7 и 8 размещен светоделительный диэлектрический слой 10. Основание 11 подвижного уголкового отражател 3 ориентировано перпендикул рно направлению его перемещени (на фиг. 2 показано стрелками). Отражатели 2 и 3 расположены симметрично относительно плоскосит 12, Перпендикул рной направлению перемещени отражател 3. Устройство работает следующим образом (например, в составе лазерного интерферометра). Излучение лазера 13 направл ют в блок-модуль Неподвижных уголковых отражателей 1 и 2 таким образом, чтобы оно попадало на светоделительный слой 1.0. При этом, благодар вышеуказанному свойству уголковых отражателей, нет необходимости в точной ориентации оси излучени по норМали к основанию 4 элемента 1 которое вл етс входной гранью устройства . На светоделительном «слое 10 происходит деление падающего пучка 14 на проход щий 15 и отраженный 16 пучки. Пучок 16 покидает отражатель 1 в направлении, обратном направлению распространени пучка 14, а пучок 15 проходит сквозь отражатель 2 и выходит из него в исходном направлении. Подвижный отражатель 3 устанавливаетс на объекте, перемещение которого необходимо измерить. Отразившись от этого элемента с допплеровским сдвигом по частоте, пучок 15 возвращаетс в систему отражателей 1 и 2 по направлению об .ратному исходному. Пройд светоделительный сдой 10 Пучок 15 рекомбинирует с пучком 16. После этого оба пучка идут вместе и попадают на блок 17 фоторегистраци . При этом устройство сохран ет работоспособность при значительном развороте вход щих в него уголковых отражателей. Следует отметить, что длина опорного плеча в предлагаемом устройстве равна нулю, поскольку деление пучка на опорный и рабочий и их рекомбинаци происход т в одном месте на светоделительчом слое 10.The invention relates to optical instrumentation and can be applied in optical devices, where it is necessary to carry out the separation of light beams into two parts and their subsequent spatial alignment, in particular in laser interferometers. An optical separation-mixing device is known, consisting of a translucent plate and two mirrors oriented perpendicular to each other, with the translucent plate set at an angle of 45 ° to each mirror. This device is used in a Michelson interferometer ij. The drawback of the device is its great sensitivity to misalignments, which is caused by the need for precise relative orientation of the elements of the device to ensure its operability. The closest to the proposed technical essence is an optical separation-mixing device containing two bonded. between them are fixed and one movable prism, as well as the beacon | telny dielectric layer, in which one of the fixed and movable prisms are made in the form of corner reflectors, and the base of the movable corner reflector is oriented perpendicular to the direction of its movement | e. The second stationary prism, fastened with a corner reflector, is made in this device in the form of a prism consisting of two rectangular prisms interconnected by hypotenuse edges, between which a beam-splitting dielectric layer is placed. The base of the stationary corner reflector, connected to the cube-prism, is in this case oriented parallel to the direction of movement of the movable corner reflector. The implementation of reflecting elements in the form of corner reflectors, unlike mirrors in the Michelson interferometer, reduces sensitivity to misalignments, since such reflectors return light in the direction of its incidence with a high degree of accuracy even at significant other angles 20-60 °. goal. However, the adjustment of the fixed prism block module in this case must also be very accurate, which complicates this operation. Another disadvantage of this device is the need to use the four optical elements of two different structures. The purpose of the invention is to simplify the design of the device and its alignment. The goal is achieved by the fact that in an optical separation-mixing device containing two fastened prisms between them are fixed and one movable prism, as well as a beam-splitting dielectric layer, in which one of the fixed and movable the prisms are made in the form of corner reflectors, and the base of the moving corner reflector is oriented perpendicular to its direction of movement, the second fixed prism is also made in the form of angles the first reflector, wherein the fixed base corner reflectors facing in opposite directions and parallel to each other, the second fixed and movable corner reflectors are oriented symmetrically relative to a plane perpendicular to the direction of movement of the latter and the beam splitter layer razmeden between contacting portions of the side faces of the fixed corner reflectors. , FIG. 1 shows a block module of fixed corner reflectors; in fig. 2 - scheme of the proposed device as part of a laser interferometer. The optical separator-mixing device contains two fixed corner reflectors 1 and 2 and a movable corner reflector 3 fastened together. The bases 4 and 5 of the reflectors 1 and 2 are oriented in opposite directions and parallel to each other. This is achieved by the corresponding orientation of elements 1 and 2, in which the vertex 6 of the right angle of one of the faces 7 of reflector 1 is aligned with the middle of the hypotenuse of one of the lateral faces of reflector 2, and the apex 9 of the right angle of face 8 between the contacting parts The lateral splitting dielectric layer 10 is placed on the side faces 7 and 8. The base 11 of the movable corner reflector 3 is oriented perpendicular to the direction of its movement (shown in Fig. 2 by arrows). Reflectors 2 and 3 are located symmetrically with respect to the plane 12, Perpendicular to the direction of movement of the reflector 3. The device operates as follows (for example, as part of a laser interferometer). The laser radiation 13 is directed to the block module of the Fixed corner reflectors 1 and 2 so that it falls on the beam splitting layer 1.0. At the same time, due to the above property of corner reflectors, there is no need for precise orientation of the radiation axis along the norMali to the base 4 of element 1 which is the input face of the device. On the beam splitting layer 10, the incident beam 14 is divided into passing 15 and reflected 16 beams. The beam 16 leaves the reflector 1 in the direction opposite to the direction of propagation of the beam 14, and the beam 15 passes through the reflector 2 and leaves it in the initial direction. The movable reflector 3 is mounted on the object whose displacement is to be measured. Reflected from this element with a Doppler shift in frequency, beam 15 returns to the system of reflectors 1 and 2 in the direction of the initial source. Passing the beam-splitting sdoy 10 Beam 15 recombines with the beam 16. After that, both beams go together and get on the photo registration block 17. At the same time, the device remains operable with a significant reversal of the corner reflectors included in it. It should be noted that the length of the support arm in the proposed device is zero, since the division of the beam into the reference and working and their recombination occur in the same place on the beam splitter layer 10.

Таким образом, в предлагаемом устройстве в отЛичие от известного используетс всего три элемента, притом одинаковой конструкции, и кроме того, упрощаетс юстировка устройства.Thus, in the proposed device, only three elements, from the known one, are used, besides, of the same construction, and in addition, the adjustment of the device is simplified.

ГЖ1гчУGZH1GCHU

Г731 .f6 foG731 .f6 fo

/5/five

иand

22

фиа.2FIA.2

Claims

OPTICAL DIVISION-MIXING DEVICE containing two fixed prism and one movable prism, and also a beam-splitting dielectric layer, in which one of the fixed and movable prisms is made in the form of corner reflectors, and the base of the moving corner reflector is oriented perpendicular to the direction of its movement, characterized by that, in order to simplify the design of the device and its adjustment, the second fixed Prism is also made in the form of an angular reflector, moreover, the base epodvizhnyh corner reflectors facing in opposite directions parallel to each other first? the second fixed and movable corner reflectors are oriented symmetrically with respect to the plane perpendicular to the direction of movement of the latter, and the beam splitting layer § is placed between the contacting parts of the side faces of the stationary corner reflectors.

SU -1026106