SU1026538A1 - Способ измерени длины волны монохроматического излучени и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ измерени  длины волны .монохроматического излучени , соглас-i но которому интерферометр освещают излучени ми эталонного и измер емого источников, измен ют разность хода интерферометра, производ т одновременный счет интерференционных полос эталонного и измер емого излучений, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и снижени  трудоемкости измерений, производ т счет интерференционных полос между всеми совпадени ми во всем интервале счета, фиксируют результаты счета числа интерференционных полосот эталонного Рд и от измер емого РИ источников между совпадени ми, ближайшими к центру, и групп равноотсто пщх совпадений в начале и конце интервала счета и наход т измер емую длину волны Лц по формуле iiiirift ..:. Яи Л р где j - длина волны излучени  эта- . лонного источника. 2 Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее источник эталонного излучени , интерферометр с переменной разностью хода, оптически св занный с двум  фотоприемниками , к выходам которых подключены фор№1рую1цие устройства, схему совпадений устройство зп равлени  счетом полос и ЭВМ, причем выходы формиру ощих устройств соединены с входами схемы совпадений и устройства управ (Л лени  счетом полос, отличающ е е с   тем, что, с целью.повышени  точности и снижени  трудоемкости измерений, оно дополнительно содержит счетньй регистр совпадений, оперативное запоминающее устройство, схему равнозначности, синхронизатор и устройство сбора и вьщачи данных, . IND причем выход совпадений соедиCD СП нен с входом счетного 1 егистра совпадений , входы оперативного запомисо эо нающего устройства соединены с выходами счетного регистра совпадений, входы синхронизации счетного .регистра совпадений и оперативного запоми (Нающего устройства соединены с соот-. ветствующими выходами синхрониза т6ра, выходы оперативного запоминающего устройства .и счетного регистра совпадений соединены с входами схемы равнозначности, а выход последней соединен с управл ющими пходами устройства управлени  счетом полос ri устройства сбора и вьщачи данных.

Description

выход последнего соединен с ЭВМ, а его информационные входы - с соответствующими выходами схемы управлени  счетом полос.

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано в метрологических установках высоюй точности.

Известны способ и устройство дл  измерени  длины волны монохроматического излучени  Ct 1 псринцип действи  которого заключаетс  в освещении интерферометра излучени ми эталонной и измер емой длин волн, изменении разности хода интерферометра, одновременном счете интерференционных полос от эталонной и измер емой длин волн и измерении дробной части пор дка интерференции дл  одной из длин волн (методом заполнени  ВЧ-колебани ми) в начале и в конце интервала счета. Оно содержит интерферометр Майкельсона с подвижным зеркалом, служащим Дл  модул ции световых потоков эталонного и измер емого оптических квантовых генераторов, двухканальиую электронную систему счета цепых интерференционных полос, стартстопш формирователь, блок управдени , обеспечивамщий динамический счет полос, цифровой блок отсчета дробной части пор дка интерференции и фотоприемники, регистрирунн ке мощул 1 оо световых потоков,соединенные с.входами соответствующих каналов двухкаиальной электронной системы счета целых полос, выходы которой соединены с входами электронных счетчиков , фикСирушсих число интерференищок пвх полос.

Недостатком описанного способа и устройства  вл етс  вли ние неравномерности хода каретки интерферометра и вибраций на точность измерени .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ измерени  длины волны монохроматического излучени , согласно ко торому интерферометр освещают налу-; чени ми эталонного и измер емого источников, измен ют разность хода интерферометра, производ т одновременный счет интерферен1щонных полос

эталонного и измер емого излучений в интервале, ограниченном моментами совпадений фаз интерференционных сигналов.

I Устройство дл  реализации этого способа содержит источник эталонного излучени , интерферометр с переменной разностью хода, оптически св занный с двум  фотоприемниками,, к выходам которых подключены формирукщиё устройстваJ схему совпадений, устройство управлени  счетом полос и ЭВМ, причем выходы формирукицих устройств соединены со входами совпадений и устройства управлени  счетом полос.

Недостатком описанных способа и. устройства  вл етс  ограничение точности измерений временным разрешением схемы совпадений,

Ц0лью изобретени   вл етс  повышрние точности и снижение трудоемкости измерений.

Это достигаетс  тем, что по способу измерени  длины волмы монохроматического излучени , согласно которому интерферометр освещают издучели; ни ми эталонного и измер емого источников , измен ют разность хода интерферометра , производ тодновременный счет интерференционных полос эталонного и измер емого излучё1йй1 в интервале, ограниченном моментами

совпадений фаз интерференционшлс сигналов , счет интерференционных полос производ т между всеми совпадени ми во всем интервале счета, фиксирует результаты счета числа интерференционных полос от эталонного PJ и от измер емого Р„ источников между сов-, падени ми ближайших к центру групп равноотсто щих совпадений в начале и конце интервала счета, и наход т измер емую длину волны Д„ по формуле

И АЭ

где Xj - длина волны излучени  эталонного источника, В устройство дл  измерени  длины волны монохроматического излучени . содержащее источник эталонного излучени , интерферометр, оптически св занный с двум  фотоприемниками, к выходам которых подключены формирующие устройства, схему совпадений, устройство управлени  счетом полос и ЭВМ, причем выходы формирукга х устройств соединены с входами схемы совпадений и устррйства управлени  счетом полос, ввод т дополнительно.счетный регистр совпадений, оператив ное запоминающее устройство, схему равкозиачности, синхронизатор и устройство сбора и вьщачи данных, выход схемы совпадений соедин ю т с входом . счетного регистрасовпадений, входы оперативного, запоминак  го устройства соедин ют с выходами счетного регистра совпадений, входы синхронизации счетного регистра совпадений и оперативного запоминающего устройства соедин ют с соответствующими выходами синхронизатора, выходы оперативного запоминающего устройства и I счетного регистра совпадений соедин ют с входами схемы равнозначнбсти, а вшсод последней соедин ют с управ  юв1ими входами устройства управлени счетом полос и устройства сбора и вы дачи данных, выход которого соединен с ЭВМ, а информационные входы - с со ответствующюш вььсодами схемы управ: .. ени  счетом полоь. №афнг. t изображена принципиальна  схема устройства; на фигi 2 временные диаграммы следовани  интерференционных полос. Устройство дл  реализации способа измерени  длины волны излучени  монохроматического источника состоит : из р асположенных по ходу луча источника излучени  эталонной длины волны 1 интерферометра 2 с переменной разндстмо хода, фотоприемников 3 и 4, формируЮ1 |их устройств 5 и б, схемы совпадений 7, устройства управлени  счетом волос 8,счетного регистра сов падений 9, оперативного запоминающего -устройства 10, схемы равнозначности Vi, синхронизатора 12, устройства сбора и вьщачи данных 13 и , ЭШ 14. Вькоды фотопри ников 3 и 4 соединены с входа)4И формирующих устройств 5 и б, выход: которых соединены с входами схемы совпадегчй 7 и устройства управлени  счетом полос 3 Выход совпадений 7 соединен с входом счетного регистра совпадений 9, входы оперативного запоминакщего устройства 10 соединены с выходами счетного регистр совпадений 9 так, что первый вход оперативного запоминающего устройства 10 соединен с вторым разр дом счетного регистра совпадений , второй - с третьим и т.д. Входы синхронизации счетного регистра совпадений 9 и оперативного запоминаквцего устройства 10 соединены с соответствующими выходами синхронизатора 12. Выходы оперативного запоминающего устройства 10 и счетного реги- т стра совпадений 9 соединены с входами схемы равнозначности 11, а выход последней соединен с управл ющими входа ш устройства управлени  счетом полос 8 к устройства сбора и В14цачи данных 13, причем выход последнего соединен с ЭВМ 14, и информационные входы устройства сбора и вьщачи данных 13 соединены с информационньми выходами устройства управлени  счетом полос 8, Сбор измерени  длины волны монохромашческого источника осуществл етс  епедукщим образом. Излучением эталонного источника 1 и излучением измер емой длины волны освещают терферометр 2. Измен ют разность хода интерферометра 2, при этом модул ци  излучени  воспринимаютс  фотохфиемником 3 и 4 и преобразуетс  в электрические сигналы, которые формируютс  по длительности устройствами 5 и б и поступают на схему совпадений 7, вьщел  ицую совпадени  интерференционных полос с заданной точностью. На фиг. 2 изображены временные дИагра1 е4Ы следовани  интерференционtodx полос при изменении разности хода интерферометра дл  эталонной длину волны Д, и измер емой Л. По оси } отложены временные интервалы между ближайшшв интерференционными полосаfOi . Совпадением считаетс  временной интервал. Не превьшающий времени разрешени  примен емой схемы совпадений . Как видно из фиг 2, совпадени  следуют группами, состо щими из р да равноотстакицих совпадений. Центр группы совпадений соответствует наш 1еньшему временному интервалу между интерференционными полосами этап; ; лонного и измер емого излучени , т.е. наиболее точному совпадению. Дл  определени  центра группы совпадений необходимо записать все следующие подр д совпадени  в одНой группе. Сигналы с выхода совпадений 7 поступают на Ьчет.ный регистр совпа еций 9, который фиксирует количество совпадений в группе. Затем синхро низатор 12 управл ет устройством так, что в оперативное запоминающее устройство 10 (ОЗУ) информаци  из СРС переписьшаетс  уменьшенной вдвое а во врем  прихода второй группы совпадений схема равнозначности ti сравнивает текущее значение числа совпадений с записанным числом в ОЗУ и вьщел ет импульс в момент их равенства, т.е. в момент, соответствующий математииескому ожиданию по влени  центра группы совпадений. Вынеленный импульс заправл ет устрой стйсм управлени  счетом полос 8, через которое информаци  посту-, пает ка устройство сбора и вы дачи данных 13, сопр женное с ЭВМ 14. Предлагаемый способ и устройстве дл  его реализации позвол ет эначи- , тельно снизить трудоемкость и повысить точность измерени  длин волн, что позвол ет упростить выспше звень  поверочной схемы дл  средств измере-НИИ длины. Точность измерений S зависит от интервала изменени  разности хода интерферометра (), времени разрешени  примен емой схемы совпадений (rf|& и числа совпадений в группе (п) и определ етс  по формуле Р: . При применении предлагаемого спо-- соба точность повышаетс  по сравнению с прототипом в п раз. трудоемкости можно оценить из следующих соображений. Рассматрива  все сочетани  m отсчетов в начале и конце интервала, мы за один проход каретки получаем 2т равноточных измерений.

« L/

irnMsgovgoo шзомтэс гои

Claims (2)

1. Способ измерения длины волны монохроматического излучения, соглас-: но которому интерферометр освещают излучениями эталонного и измеряемого источников, изменяют разность хода интерферометра, производят одновременный счет интерференционных полос эталонного и измеряемого излучений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости измерений, производят счет интерференционных полос между всеми совпадениями во всем интервале счета, фиксируют результаты счета числа интерференционных полос от эталонного Р₉ и от измеряемого Р_и источников между совпадениями, ближайшими к центру, и групп равноотстоящих совпадений в начале и конце интервала счета и находят измеряемую длину волны по формуле

Ли =Лэ ·>

где л₃ - длина волны излучения эта- .

лонного источника. _

2* Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее источник эталонного излучения, интерферометр с переменной разностью хода, оптически связанный с двумя фотоприемни ками, к выходам которых подключены формирующие устройства, схему совпадений* устройство управления счетом полос и ЭВМ, причем выходы формирующих устройств соединены с входами схемы совпадений и устройства управления счетом полос, отличающ е е с я тем, что, с целью.повышения точности и снижения трудоемкости измерений, оно дополнительно содержит счетный регистр совпадений, оперативное запоминающее устройство, схему равнозначности, синхронизатор и устройство сбора и выдачи данных, причем выход схемы совпадений соединен с входом счетного регистра совпадений, входы оперативного запоминающего устройства соединены с выходами счетного регистра совпадений, входы синхронизации счетного .регистра совпадений и оперативного запоми|Нающего устройства соединены с соот-. вётствующими выходами синхронизатора, выходы оперативного запоминающего устройства и счетного регистра совпадений соединены с входами схемы равнозначности, а выход последней соединен с управляющими входами устройства управления счетом полос й устройства сбора и выдачи данных, >

выход последнего соединен с ЭВМ, а ствующими выходами схемы управления его информационные входы - с соответ- счетом полос.