SU1037063A1 - Interferometric device for measuring distance and for changing distances - Google Patents
Interferometric device for measuring distance and for changing distances Download PDFInfo
- Publication number
- SU1037063A1 SU1037063A1 SU797770891A SU7770891A SU1037063A1 SU 1037063 A1 SU1037063 A1 SU 1037063A1 SU 797770891 A SU797770891 A SU 797770891A SU 7770891 A SU7770891 A SU 7770891A SU 1037063 A1 SU1037063 A1 SU 1037063A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- measuring
- light
- beams
- rays
- course
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000005338 frosted glass Substances 0.000 claims description 6
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02056—Passive reduction of errors
- G01B9/02061—Reduction or prevention of effects of tilts or misalignment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02002—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies
- G01B9/02003—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies using beat frequencies
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02012—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
- G01B9/02045—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques using the Doppler effect
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/15—Cat eye, i.e. reflection always parallel to incoming beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
2.Устройство по п. 1, о т п и ч а - ю щ в е с тем, что как в ходе пучей сравнени , так и в хоае измерительных пучей расположены расигар юшие пучки афокапьные оптические системы 12,13 2. The device according to p. 1, r and t and h ay with the fact that, both in the course of the comparison beams, and in the hoi measuring beams, there are located the most common beams of afocapture optical systems 12,13
.14,15 и относ щиес к ним матовые стекла 16 и 17, причем в фокапьной плоскости со стороны источника света одна пинэа проектирует матовое стекло 17 на фотоэлектрический приемник 19, а друга линза проектирует второе матовое стекло 1б на световоэвращатепь 2, соединенный с объектом..14,15 and the matte glasses 16 and 17 related to them, and in the focal plane from the source of the light one pinna projects matte glass 17 onto the photoelectric receiver 19, and the other lens projects the second matte glass 1b onto the light reflector 2 connected to the object.
3.Устройство по ПП.1 и 2, т л и чающеес тем, что в ходе осв&титепьных лучей расположена оптоакуст ческа чейка 8 или другой эпектрооптический элемент дл расщеплени исход щего от источника света 7 пучка света 9 на пучок света О-го пор дка и пучок света 1-го пор дка 10 и 11, при . чем пучок 0-го пор дка 10 предусмотрен дл хода измерительных пучей, а пучок 1-го пор дка 11 - дл хода лучей сравнени .3. The device according to PP.1 and 2, tl and that the optoacoustic cell 8 or another electro-optical element for splitting the light beam 9 coming from the light source 7 into the light beam of the O-th pore is located during illuminating rays. For and a beam of light of the 1st order 10 and 11, at. than the beam of the 0th order 10 is provided for the course of measuring beams, and the beam of the 1st order of 11 - for the course of beams of comparison.
4.Устройство поп. l,oтпичaю щ е е с тем, что световозврашатепь 42 в ходе измерительны к лучей сфокусирован на измер емую длину f . , причем апертура световозвращател 42 имеет такие параметры, что непараллел ность интерферированных фронтов не превыщает /8 , а в ходе измерительных пучей расположена амплитудно-модулирукьща чейка 47.4. Device pop. l, attributed to the fact that the light beam 42 in the course of measuring rays is focused on the measured length f. , while the aperture of the retroreflector 42 has such parameters that the non-parallelism of the interfered fronts does not exceed / 8, and the amplitude-modulation cell 47 is located during the measuring beams.
5.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с тем, что св занный с объектом светоотражатель 62 имеет выпуклую отражательную поверхность.5. The device according to claim 1, such that the reflector 62 associated with the object has a convex reflective surface.
6.Устройство по пп. 1-5, о т л и - чающеес тем, что фотоэлектрический приемник 19 имеет скрещенный растровый фотоактивный слой 26, отдельные фотоактивныё элементы 28 которого общим емкостным св зывающим элементом 29 соединены с общим проводником 30, причем фотоэлектрический приемник 19 настроен на определенные несущие частоты падающего излучени .6. The device according to paragraphs. 1-5, that is, since the photoelectric receiver 19 has a crossed raster photoactive layer 26, the individual photoactive elements 28 of which are connected to the common conductor 30 by a common capacitive binding element 29, and the photoelectric receiver 19 is tuned to certain incident frequencies radiation.
Изобретение относитс к интерферометрическим устройствам дл измерени рассто ний или изменени рассто ний объекта до точки фиксации, в частности дп точных измерительных приборов.The invention relates to interferometric devices for measuring distances or changing the distances of an object to a fixation point, in particular, dp precision measuring instruments.
Известно интерферометрическое устройство дп определени рассто ни объекта до определенного положени (описано в BEOS 20.12.946), основанное на использовании излучени , испускаемого от источника света, которое после взаимодействи с объектом вместе с излучением проход щим ход пучей сравнени , направл етс к фотоэлектрическому приек нику . Испускаемое источником света излучение измен ет частоту около среднего значени .An interferometric device, dp, determining the distance of an object to a certain position (described in BEOS 12/20/94), is known based on the use of radiation emitted from a light source, which, after interacting with the object along with radiation passing a reference beam, is directed to a photoelectric detector . The radiation emitted by the light source changes the frequency around an average value.
Интерферометрическое устройство имеет в одной из двух ветвей рефлектор, жестко соединенный с объектом. Излучение пол ризовано и, как минимум, в одной из ветвей устройство содержит одну Л/4 - ппастину.The interferometric device has a reflector in one of the two branches, which is rigidly connected to the object. The radiation is polarized and, in at least one of the branches, the device contains one L / 4 - ppastine.
Однако измеретш рассто ний объекта до определенного положени возможноHowever, measuring the distance of an object to a certain position is possible
только в том случае, если это положение лежит на оптической оси или в непосредственной близости от рычага, обхватывающей ход измерительных лучей. Если определенное положение лежит вне оптической оси, что, как правило, имеет место при такого рода измерени х, то -эти интерферометрические измерени провести невозможно.only if this position lies on the optical axis or in the immediate vicinity of the lever that encircles the course of the measuring beams. If a certain position lies outside the optical axis, which, as a rule, takes place with such measurements, then these interferometric measurements cannot be made.
Целью изобретени вл етс расщирение возможностей устройств дл интерферометрических . измерений рассто ний и изменений рассто ний.The aim of the invention is to extend the capabilities of interferometric devices. distance measurements and distance changes.
В основу изобретени положена задача создать интерферометрическое устройство дл измерени рассто ний и изменени рассто ний между смещенным в любом направлении от оптической оси объектом .и точкой фиксации.The invention is based on the task of creating an interferometric device for measuring distances and changing the distance between an object displaced in any direction from the optical axis and a fixing point.
Согласно изобретению эта задача в таком устройстве, включающем в себ монохроматический источник света, раздёл ющие пучи элементы, один ход изме .рительных лучей и один ход лучей сравнени , а также фотоэлектрический приек ник , решена тем, что в ходе измерительных пучей предусмотрены оптические эле310 менты Д71Я образовани расход щего пучка света в обпасти объекта, а в ходе лучей сравнени - отображающие и управл ющие оптические эпементы дл образовани пучка сравнени , эквиваленткого по апертуре и направлению, отраженному от объекта пучку света, предусмотрен содержащий отдельные фотоактивные эл&менты П1ЮСКИЙ и подавл ющий составл ющие посто нного света фотоэлектрический приемник. Предпочтительным вл етс то, что как в ходе измерительных лучей, так и в ходе лучей сравнени предусмотрены расшир ющие лучи афокальные оптичеокие системы и отнесенные к иим матовые стекла, причем эти матовые стекла расположены со стороны источника света в фокальной плоскости линз, одна из которых проектирует одно матовое стекло на фотоэлектршеский приемник, а друга проектирует второе матовое стекло в направление светоэсэврашагел , соединеннее го с объектом. При этом в ходе осветительных лучей расположена оптоакустическа чейка или другой электрооптический элемент дл расщеплени исход щего от источника света пучка на пучки 0-го и 1-го пор дка , причем пучок 0-го пор дка предусмотрен дл хода измерительных луче а пучок 1-го пор дка - дл хода лучей сравнени . Световозвращатель в ходе измерительных лучей сфокусирован на половину средней измер емой длины 1Ш- , причем апертура световозвращател имеет такие параметры, что непара л лепьность интерферирующих фронтов волн не превышает Л/8, а в ходе измерительных лучей расположена амппитудно-модулирующа чейСоединенный с объектом световозвращатель имеет вь1пуклую отражательную поверхность. Дл регистрации аналогичных рассто нн м и изменени м рассто ний сигналов фотоэлектрический приемник имеет фотоактивный слой (в виде растра с перекрещивающими лини ми) I отдельные фотоактивные элементы которого посредством общего емкостного св зывающего элеме{ь та соединены с общим проводником, npi чем фотоэлектрический приемник настроен на определенные частоты падающего излучени . Такое Интерферометрическое устройство обладает тем преимуществом, что оно обеспечивает проведение измерений рас634 сто тш между объектом и точкой фиксации и в том случае, если объект смещен по направлению, т.е. лежит вне оптичеокой оси хода измерительных лучей. Таким образом, отпадает необходимость в наличии механических и регулировочных средств, с помощью которых необходимо было бы производить ориентировку хода измер тельных лучей на объект при внеосевом положении. Кроме того, расшир етс область применени такого рода устройств. На фиг. 1 показан ход лучей ферометрического устройства, выпрлне HOIX ) в виде допперовского двухпучевого интерферометра с оптическим квантовым генераторе ; на фиг. 2 - принципиальна схема фотоэлектрического приемника; на фиг. 3 - конструкци приемника; на фиг. 4 - схема прохождени сигнала при обработке; на фиг. 5 - малогабаритное иополвение устройства; на фиг., 6 - устройн ство с выпуклым световозвращателем. Интерферометрическое устройство (фиг. 1) состоит из неподвижного базиса 1 двухлучевого интерферометра и соединенн мго с объектом (не показан) световозвращател 2, основными элементами которого вл ютс вогнутое зеркало и линза. (С - измер емое рассто ние между главными точками 3 и 4 линз 5 и 6). В таком устройстве источник 7 света, выполненный в виде оптического квантового генератора, освещает оптоакустичеокую чейку 8, котора пучок 9 света дифрагирует в определенное число дифрак дионных пучков, из которых пучок 1О 0-го пор дка предусмотрен дл хода измерительных лучей, а пучок 11 1нгх) пор дка - дл хода лучей сравнени . Так как пучок 0-го пор дка обладает наибольгшей долей энергии, то он служит дл освещенш области объекта и имеет частоту колебаний V , генерируемую источником 7 света. Частота пучка 11 1-го пор дка модулируетс посредством наводимой в оптоакустическую чейку звуковой энергии (несуща частота -fy). Она соотавл ет таким образом V -Ну. Две афокальные оптические системы 12, 13 и 14,15 представленные линзами, расши р ют пучки 10 и 11. Включенные за афокальнъ1ми системами рассеивак щие свет элементы в форме матоа 1х стекол 16 и 17 придают пучкам 10 и 11 необходимую дл последующей {Езмер тельной оптики расходимость. Дл лучшего понимани матовые стекла 16 и 17 расположены позади афокальных систем 12,13 и ,15. Если онр расшэложены перед афокапьными системами, то их дейстБие вл етс более уревновеше кым . Расщепитель пучков 18 направл ет пучок 10 0-го пор дка к служащей в качестве измерительной линзы линзе 5, котора при отображешш элемента поверхности матового стекла 16 в бесконечность рассеивает свет в области объекта. Собранный световозвращателем 2 пучок 10 направл етс в себе самом обратно и с помощью линзы 5 - к фотоэлектрическому приемнику 19.. В ходе лучей сравнени с пучком 11 1-го пор д ка линза 2 и расщепитель пучка 21 проектируют свет на фотоэлектрический приемник 19, причем свет пучка 11 по апертуре и направлению совпадает с отображенным световозвращателем 2 светом . Оба пучка 10 и 11 интерферирую. В месте изображени интерференционной картины фотоэлектрический приемник 19 принимает наведенную несущую частоту у и пропорциональную смещению объект доплеровскую частоту д . Приемник 19 нечувствителен по отношению к соста л к щим посто нного света (фиг.2 и З). Фотоэлектрический приемник 19 (фиг. 2) имеет на подложке 25 фотоактивный спой 26, который посредством зон 27 в виде растра с перекрещивающимис л ни ми разделен на множество отдельных элементов 28, которые с помощыо емкостных св зывающих элементов 29 соединены с общим щюводником 30. Ввиду емкостного сопротивлени св зывающих элементов 29 подавл ютс составл ющие посто нного света, сигналы же 1юреме{ ного света, на частоту которых настроен емкость, направл ютс к выходу проводника 30, причем и Втом случае, если они происход т только от отдельных элементов 28 фотоактивного сло 26 приемника 19. Элементы 28, на которые воздействуют составл ющие посто нного света, в противопопожЕЮСть. этому, не подают электрический сигнал к проводш ку 30. В приемнике 19 (фиг.З) в качестве проводника ЗО предусмотрена, например, покрыта проход щим металлическим слоем стекл нна пластина. Пластина имеет нанесенный слой диэлектрика 31, толщин которого согласована с требуодой емкостью , определ емой величиной отдельных элементов 28 и несущей частотой f у . Элементы приемника могут быть построены на базе интегральных схем с применением согласованных колебательны контуров Схема прохождени сигналов 10 636 ( фиг.4) схематически показывает обработку св занной с несущей частотой f. дрплеровской частоты - , результатом которой вл етс получение обрабатываемого далее сигнала. На ней также пока ..заны генератор 35 синусоидальных колебаний и смеситель 36. Здесь производитс отделение допперовской частоты f д от несущей частоты у. Освобожденный от несущей частоты сигнал с доплеровской частотой .дл дальнейшей обу работки может быть подан к счетчику импульсов (не показан) с целью определени положени объекта. Доплеровский двухлучевой интерферометр с оптическим квантовым генератором (фиг. 5) имеет базис 41 и световозвращатель 42, который соединен с объектом . Пучок света, исход щий от источника света (не показан) проходит диафрагму 43 и посредством расщепител 44 пучка делитс на ход измерительных пучей и на ход лучей сравнени « Луч сравнени падает на слабо отразкающее аеркатю 45 сравнени и посредством расщепител пучка 44 направл етс на фотоэлектрический приемник 46. Измерительный плуч проходит амплитудно-модулирующую чейку 47 и посредством измерительной линзы 48 в форме сферических волнврассеиваетс в область объекта . В устройстве свет в ходе измерительных лучей и ходе лучей сра&нени имеет одну и ту же частоту1Г, Одна часть рассе нного света в ходе измерительных лучей падает на несфокус рованный на- бесконечность световозвращатель 42. Он фокусирован на фокусное рассто ние -т/2 , причем ff - средн измер ема длина. Апертура световозвращател 42 имеет такие параметры, что непараллельность интерферирующих фронтов волн не тфевышает Л/8 , где - длина волны света. Измерительный луч возвращаетс в самом себе обратно и за счет движени световозвращатель приобретает доплеровское смещение V - р . После повто{ ного прохождени чейки 47 достигаетс полна модул ци амплитуды. Частота не измен етс . На поверхности расщепител пучка 44 происходит интерференци пучков измерительных лучей и лучей сравнени . Приемник 46 принимает в месте попадани объединенного HHTejxj рированного пучка амплитудно-модулированное с частотой Доплера .± jj излучение несущей частоты у. Сигнал, формируемый приемником 46, подаетс на устройство обработки сигналов дп получени аналогичной величины, соответс вующей измер емому рассто нию в , Измер емое рассто ние . (фиг. 5) - это рассто ние между фокусом 49 измеритель ной пивзы 48 и вссешней главной точкой 50 световоэвращатеп 42. Измерение рассто ний с помощью световозврашатепей зависит от шралтюльности смещени в пространстве. Однако имеютс движени подачи, которые производ тс при вращении вокруг одной итга нескольких осей и исключающие применение этих световозвращателей. При этом предпочтительным вл етс применение сферических.тадеющих выпуклую отражающую поверхность рефлекторов (фиг v6).Нар ду с нечувствительностью к вращению они обладают тем преимуществом, чт путем выбора радиуса отражающей поверхности измертема точка может быть перенесена в желаемые плоскости, оси И точки, так что уменьшаетс вли ние погрешностей 1юложени вращени системы обьект - рефлектор. Кроме того, такого рода устройства применены в технике измерени расхода. Главными уэгшми устройства (фиг. 6) вл ютс базис 61 и сферический рефпек тор 62.-Ис1 скаюп1ий- монохроматический свет источник 7 света образует с помощью слабо отражающего расщепител 63 излучени ход измерительных лучей и ход лучей 64 и 65 срав нени . Электрооптический элемент 66 смещает частоту излучени хода измерительных лучей 64 до V + у . Посредством линзы 67 свет хода измерительных лучей 64 рассеиваетс и отклон етс призмой 68 так, что мнимое начало сферических волн лежит в главной точке 3 линзы 5 со стороны объекта. Одна часть отраженного от рефлектора 62 света отображаетс линзой 5 в виде кружка рассе ни на приемник 19. Свет хода измерительных лучей 64 в св зи со смещением объекта имеет в этой точке частоту .у + fy ± fj). В ходе лучей 65 сравнени линза 69 и призма 70 раосеивают свет так, что создаетс впечатление , как будто свет исходит от главюй точки 4 ливзы 71. Задачей линзы 72 и рефлектора 73 вл етс формирование пучков сравнени , которые во всех положени х объекта совпадают с ходом измерите львы х лучей 64 по направлению, виду изображени и по апертуре. Свет хода измерительшлх лучей и хода лучей . 64 и 65 сравнени интерферируют на раощепителе 63. Приемник 19 npHtffiMaeT частоту биений у + f jj . Получение сшнала с частотой i т ™ определени направлений и скоростей производитс (фиг.4) с помощью смесител . Изобретение позвол ет расширить возможности устройств дл интерферометр -} ческих измерений рассто ний и взме нений рассто Ешй. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.According to the invention, this task in such a device, including a monochromatic light source, separating the beam elements, one stroke of measuring rays and one stroke of comparison rays, as well as a photoelectric detector, is solved by the fact that optical elements are provided during the measuring beams The formation of a diverging beam of light in the surround of the object, and in the course of the comparison beams, the imaging and control optical elements to form the comparison beam equivalent in aperture and direction reflected from the object chku light provided comprising separate photoactive el & P1YUSKY cops and repressor moieties DC photoelectric light receiver. It is preferable that both the measuring beams and the matching beams provide for the expansion beams of afocal optical systems and matte glasses related to them, and these matte glasses are located on the side of the light source in the focal plane of the lenses, one of which projects one is frosted glass on a photoelectric receiver, and a friend is designing a second frosted glass in the direction of a photoelectric mirror connected to the object. In this case, during the illumination beams, an optoacoustic cell or another electro-optical element is located to split the outgoing beam from the light source into beams of the 0th and 1st order, with the 0th order beam being provided for the measuring beam and the 1st beam order is for the path of the beams of comparison. The retroreflector during the measuring beams focuses on half of the average measured length of 1W-, and the aperture of the retroreflector has such parameters that the non-parallelness of the interfering wave fronts does not exceed L / 8, and the retroreflective modulating light reflector connected to the object has the optic transducer having an optic 1rub optic). reflective surface. To register similar distances and changes in the signal distance, the photoelectric receiver has a photoactive layer (in the form of a raster with crossing lines) I whose individual photoactive elements are connected to a common conductor, npi, than the photoelectric receiver is configured at certain frequencies of incident radiation. Such an interferometric device has the advantage that it provides for measuring the distance between the object and the point of fixation and if the object is displaced in the direction, i.e. lies outside the optical axis of the measuring beams. Thus, there is no need in the presence of mechanical and adjusting means, with the help of which it would be necessary to produce an orientation of the course of the measuring beams on the object in the off-axis position. In addition, the field of application of such devices is expanding. FIG. 1 shows the path of the beams of the ferometric device, extended from HOIX) in the form of a Dopper double-beam interferometer with an optical quantum generator; in fig. 2 - schematic diagram of a photoelectric receiver; in fig. 3 - receiver design; in fig. 4 shows the signal flow during processing; in fig. 5 - small size and filling device; Fig. 6 shows a device with a convex retroreflector. The interferometric device (Fig. 1) consists of a fixed base 1 of a double-beam interferometer and connected to an object (not shown) of the retroreflector 2, the main elements of which are a concave mirror and a lens. (C is the measured distance between the main points 3 and 4 of lenses 5 and 6). In such a device, a light source 7, made in the form of an optical quantum generator, illuminates an optoacoustic cell 8, which beam 9 of light diffracts into a certain number of diffracted diode beams, of which order beam 010 is provided for measuring beams, and beam 1 Order is for the path of the beams of comparison. Since the 0th order beam has the largest fraction of energy, it serves to illuminate the area of the object and has an oscillation frequency V generated by the light source 7. Beam frequency 11 of the 1st order is modulated by sound energy induced into an optoacoustic cell (carrier frequency -fy). It corresponds in this way to V-H. Two afocal optical systems 12, 13 and 14, 15 represented by lenses expand the beams 10 and 11. The light-scattering elements in the form of 1x glass 16 and 17 that are connected to the afocal systems give the beams 10 and 11 necessary for subsequent {Effective optics divergence For a better understanding, opaque glass 16 and 17 are located behind the afocal systems 12,13 and, 15. If they are laid out in front of afocapal systems, then their operation is more advanced. A beam splitter 18 guides the beam of a 10 0 order to the lens 5 serving as a measuring lens, which, when the surface element of the frosted glass 16 is imaged, scatters light at infinity in the object area. The beam 10 assembled by the retroreflector 2 is directed in itself back and with the help of lens 5 to the photoelectric receiver 19. During the course of comparison with beam 11, the 1st order lens 2 and beam splitter 21 project light onto the photoelectric receiver 19, and the beam of the beam 11 in the aperture and direction coincides with the light reflected by the retro-reflector 2. Both beams 10 and 11 interfere. At the location of the image of the interference pattern, the photoelectric receiver 19 receives the induced carrier frequency y and the Doppler frequency d proportional to the displacement. Receiver 19 is insensitive with respect to the components of permanent light (figures 2 and 3). The photoelectric receiver 19 (Fig. 2) has a photoactive pad 26 on the substrate 25, which is divided into many separate elements 28 through zones 27 in the form of a raster with intersecting edges, which are connected to common wiring 30 by means of capacitive connecting elements 29. the capacitance resistance of the connecting elements 29 suppresses the components of the constant light, the signals of the same light, on the frequency of which the capacitance is tuned, are directed to the output of the conductor 30, and moreover if they originate only from individual The elements 28 of the photoactive layer 26 of the receiver 19. Elements 28, which are affected by the components of the constant light, are opposed to. In this case, an electrical signal is not supplied to the conductor 30. In the receiver 19 (Fig. 3), as the conductor of the RO, it is provided, for example, a glass plate covered with a passing metal layer. The plate has an applied dielectric layer 31, the thickness of which is matched with the required capacitance determined by the size of the individual elements 28 and the carrier frequency fy. The elements of the receiver can be built on the basis of integrated circuits using matched oscillatory circuits. The signal flow diagram 10636 (Fig. 4) schematically shows the processing associated with the carrier frequency f. Drapler frequency -, the result of which is to receive the signal further processed. It also shows a generator of 35 sinusoidal oscillations and a mixer 36. Here, the Dopper frequency f d is separated from the carrier frequency y. A carrier-free signal with a Doppler frequency can be fed to a pulse counter (not shown) for further processing to determine the position of the object. The Doppler double-beam interferometer with an optical quantum generator (Fig. 5) has a basis 41 and a retro-reflector 42, which is connected to the object. A beam of light emanating from a light source (not shown) passes the aperture 43 and by means of a splitter 44 the beam is divided into a path of measuring beams and a path of comparison beams. The reference beam falls on the slightly reflecting reference 45 and through the splitter 44 is directed to a photoelectric receiver. 46. The measuring plug passes an amplitude-modulating cell 47 and by means of a measuring lens 48 in the form of spherical waves is diffused into the area of the object. In the device, the light in the course of the measuring beams and the course of the rays of the medium has the same frequency 1Г. One part of the scattered light in the course of the measuring beams falls on the unfocused light reflector 42. It is focused on the focal distance -t / 2, and ff is the average length measured. The aperture of the retroreflector 42 has such parameters that the non-parallelism of the interfering wave fronts does not exceed L / 8, where is the wavelength of the light. The measuring beam returns back to itself and due to movement the retroreflector acquires a Doppler shift V - p. After the second passage of the cell 47, a complete amplitude modulation is achieved. The frequency does not change. On the surface of the splitter beam 44, the interference of the measuring and comparing beams occurs. The receiver 46 receives, at the location where the combined HHTejxj of the rotated beam hits, the amplitude-modulated radiation of the carrier frequency y. The signal generated by the receiver 46 is fed to a signal processing device dp to obtain a similar value corresponding to the measured distance, Measured distance. (Fig. 5) is the distance between the focus 49 of the measuring pivza 48 and the main point 50 of the light transducer 42. The distance measurement with the help of the light fluorescence depends on the shift in space. However, there are feed motions that are produced when several axles are rotated around a single shaft and exclude the use of these light reflectors. In this case, it is preferable to use spherical reflecting convex reflecting surface of reflectors (FIG. V6). Along with insensitivity to rotation, they have the advantage that by choosing the radius of the reflecting surface the measured point can be transferred to the desired planes, axes And points, so that The influence of errors of the rotation of the object-reflector system is reduced. In addition, this kind of device used in the technique of measuring flow. The main devices of the device (Fig. 6) are the basis 61 and the spherical refpector 62.-Is1 skype1-monochromatic light The light source 7 forms with the help of a weakly reflecting radiation splitter 63 the course of the measuring beams and the course of the beams 64 and 65 of the comparison. Electro-optical element 66 biases the radiation frequency of the measuring beam 64 to V + y. By means of the lens 67, the light of the stroke of the measuring beams 64 is scattered and deflected by the prism 68 so that the imaginary origin of the spherical waves lies at the main point 3 of the lens 5 from the side of the object. One part of the light reflected from the reflector 62 is displayed by a lens 5 in the form of a circle scattered on the receiver 19. The light of the stroke of the measuring beams 64 in connection with the displacement of the object has a frequency at this point (y + fy ± fj). In the course of the comparison beams 65, the lens 69 and the prism 70 light up the light in such a way that it seems as if the light comes from the head 4 of the light lines 71. The objective of the lens 72 and the reflector 73 is to form comparison beams that coincide with the movement Measure the lions of the x-ray 64 in direction, type of image, and aperture. The light of the course of measuring the rays and the course of the rays. 64 and 65 comparisons interfere with the fragrance 63. Receiver 19 npHtffiMaeT beat frequency y + f jj. Obtaining a frequency with the frequency i t ™ of determining directions and speeds is performed (Fig. 4) using a mixer. The invention makes it possible to expand the capabilities of devices for interferometer measurement of distances and distances of distance. It is recognized as an invention according to the results of the examination carried out by the Office for the Invention of the German Democratic Republic.
Фие.2Fie.2
Фиг.ЗFig.Z
iftift
ff
.5.five
V V 55 V v 55
72 70 69 it 72 70 69 it
4 Фиг. 6 4 of FIG. 6
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD20932678A DD139760B1 (en) | 1978-11-27 | 1978-11-27 | INTERFEROMETRIC EQUIPMENT FOR MEASURING SPACES AND DISTANCE CHANGES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1037063A1 true SU1037063A1 (en) | 1983-08-23 |
Family
ID=5515499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU797770891A SU1037063A1 (en) | 1978-11-27 | 1979-10-25 | Interferometric device for measuring distance and for changing distances |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD139760B1 (en) |
DE (1) | DE2938079A1 (en) |
IT (1) | IT1119514B (en) |
SU (1) | SU1037063A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8005258A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-16 | Philips Nv | INTERFEROMETER. |
AT399222B (en) * | 1992-10-19 | 1995-04-25 | Tabarelli Werner | INTERFEROMETRIC DEVICE FOR MEASURING THE POSITION OF A REFLECTIVE OBJECT |
DE102016013550B3 (en) | 2016-11-08 | 2018-04-19 | Rolf Klöden | Profile measuring system for roughness and contour measurement on a surface of a workpiece |
-
1978
- 1978-11-27 DD DD20932678A patent/DD139760B1/en unknown
-
1979
- 1979-09-20 DE DE19792938079 patent/DE2938079A1/en not_active Withdrawn
- 1979-10-25 SU SU797770891A patent/SU1037063A1/en active
- 1979-11-27 IT IT69294/79A patent/IT1119514B/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD139760B1 (en) | 1980-12-10 |
IT7969294A0 (en) | 1979-11-27 |
IT1119514B (en) | 1986-03-10 |
DD139760A1 (en) | 1980-01-16 |
DE2938079A1 (en) | 1980-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0094835B1 (en) | Apparatus for investigation of a surface | |
US3904295A (en) | Method and apparatus for the no-contact measurement of velocities, changes in relative position, or displacement paths | |
US20050243327A1 (en) | Compact Optical Apparatus | |
US5059791A (en) | Reference position detecting device utilizing a plurality of photo-detectors and an encoder using the device | |
KR850000669A (en) | Distance measuring system | |
CN104121851A (en) | Device for detecting a 3D structure of an object | |
US7209291B2 (en) | Optical displacement sensor | |
US4620089A (en) | Automatic optical focusing device | |
CN108474642A (en) | Use inclination Object light wave and the interferometer with Feisuo Objective Lens for Interferometer | |
US20050030548A1 (en) | Interferometric optical apparatus and method for measurements | |
US6954273B2 (en) | Laser-based measuring apparatus for measuring an axial run-out in a cylinder of rotation and method for measuring the same utilizing opposing incident measuring light beams | |
US6252669B1 (en) | Interferometric instrument provided with an arrangement for producing a frequency shift between two interfering beam components | |
US3552857A (en) | Optical device for the determination of the spacing of an object and its angular deviation relative to an initial position | |
SU1037063A1 (en) | Interferometric device for measuring distance and for changing distances | |
US3533702A (en) | Multipurpose optical measuring device for determining the position of an object in two coordinates | |
US4125778A (en) | Apparatus for laser anemometry | |
US4105335A (en) | Interferometric optical phase discrimination apparatus | |
US3232165A (en) | Interferometer having plural slit source | |
ES2232967T3 (en) | INTERFEROMETRIC MEASUREMENT DEVICE FOR MEASURING THE FORM IN RUGOUS SURFACES. | |
US6297497B1 (en) | Method and device for determining the direction in which an object is located | |
US4367648A (en) | Dark field viewing apparatus | |
WO2023210793A1 (en) | Bessel beam generation device and optical scanning device using same | |
US5099116A (en) | Optical device for measuring displacement | |
US3822940A (en) | Velocimeter | |
US20230400582A1 (en) | Coherent sensing system using a DOE |