SU1165878A1 - Interferometer measuring device - Google Patents

Interferometer measuring device Download PDF

Info

Publication number
SU1165878A1
SU1165878A1 SU823473530A SU3473530A SU1165878A1 SU 1165878 A1 SU1165878 A1 SU 1165878A1 SU 823473530 A SU823473530 A SU 823473530A SU 3473530 A SU3473530 A SU 3473530A SU 1165878 A1 SU1165878 A1 SU 1165878A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
axis
optical
optically coupled
optical axis
beam splitter
Prior art date
Application number
SU823473530A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иржи Антонович Рокос
Лора Александровна Рокосова
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений
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 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений
Priority to SU823473530A priority Critical patent/SU1165878A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1165878A1 publication Critical patent/SU1165878A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник линейно пол ризованного излучени  и оптически св занные светоделитель и два плоских зеркала, предметный столик, установленный с возможностью вращени  вокруг оси, параллельной двум плоским зеркалам; два дополнительных плоских зеркала, установленных на столике параллельно отражающим плоскост м одно навстречу другому под углом к оптической оси устройства, две пластины А /4, установленные перед отражающими плоскост ми первых двух плоских зеркал, оптические оси пластин составл ют соответственно углы -f45° и -45° с плоскостью пол ризации источника излучени , электрооптический модул тор, оптически св занный со светоделителем и установленный оптической осью под углом 45° к оси пол ризации источника излучени , и последовательно расположенные анализатор и блок обработки информации, отличающеес  тем, что, с целью измерени  также и угловых перемещений , оно снабжено двусторонним зеркалом, установленным на предметном столике параллельно двум дополнительным зеркалам, светоделительным блоком, выполненным в виде светоделительного кубика и четырех фазовых пластин, кажда  из которых посажена на оптический контакт с соответствующей гранью кубика, установленного на оптической оси устройства между модул тором и анализатором, блоком настрой (Л ки нулевой полосы, расположенным за светоделителем по ходу потока излучени , ось которого перпендикул рна оптической оси устройства, и выполненным в виде оптически св занных источника немонохроматического излучени , объектива, пол ризатора и светофильтра, оптически св занного со светоделителем, а блок обработки сигнала О5 выполнен в виде последовательно соединенсд ных фотоумножител , узкополосного фильт оо ра и реверсивного счетчика. СХ)INTERFEROMETRIC MEASURING DEVICE, containing a source of linearly polarized radiation and an optically coupled beam splitter and two flat mirrors, an object table mounted for rotation around an axis parallel to two flat mirrors; Two additional plane mirrors mounted on a table parallel to reflecting planes one opposite to the other at an angle to the optical axis of the device; two A / 4 plates mounted in front of the reflecting planes of the first two flat mirrors; the optical axes of the plates are respectively angles of f45 °; and -45 & with the plane of polarization of the radiation source, an electro-optical modulator, optically coupled to the beam splitter and installed by the optical axis at an angle of 45 °; to the axis of polarization of the radiation source, and successively located analyzer and information processing unit, characterized in that, in order to measure also the angular displacements, it is equipped with a double-sided mirror mounted on the sample stage parallel to two additional mirrors, with a beam-splitting unit a cube and four phase plates, each of which is seated on optical contact with a corresponding face of the cube installed on the optical axis of the device between the modules an analyzer and a tuning unit (a zero-band lane located behind the beam splitter along the radiation flux, the axis of which is perpendicular to the optical axis of the device, and made in the form of optically coupled nonmonochromatic radiation source, lens, polarizer and optical filter, optically coupled a beam splitter, and the O5 signal processing unit is designed as a series-connected photomultiplier, a narrow-band filter, and a reversible counter. CX)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  рефрактометрических измерений, а также дл  других прецизионных измерений условных величин. Целью изобретени   вл етс  измерение также и угловых перемещений. На чертеже представлена схе.ма интерферо .метрического измерительного устройстваУстройство содержит источник 1 линейно пол ризованного излучени  и оптически св занные светоделитель 2 и два плоских зеркала 3 и 4, предметный столик 5, установленный с возможностью вращени  вокруг оси, параллельной двум плоским зеркалам 3 и 4, два дополнительных плоских зеркала (не показаны), установленных на столике 5 параллельно отражающим плоскост м навстречу друг другу под- углом к оптической оси устройства, две пластины /1/4 и 6 и7, установленные перед отражающими плоскост ми первых двух плоских зеркал 3 и 4, оптические оси пластин составл ют соответственно углы +45° и -45° с плоскостью пол ризации источника 1 излучени , электрооптический модул тор 8, оптически св занный со светоделителе.м 2 и установленный оптической осью под углом 45° к оси плоскости пол ризации источника 1 излучени , и последовательно расположенные анализатор 9, блок 10 обработки информации в виде последовательно соединенных фотоумножител , 11, узкополосного фильтра 1-2 и реверсивного счетчика 13, двустороннее зеркало 14, установленное на предметном с.толике 5 параллельно двум дополнительным зеркалам 15 и 16, светоделительный блок в виде светоделительного кубика 17 и четырех фазовых пластин 18-21, кажда  из которых посажена на оптический контакт с соответствующей гранью кубика 17, установленного на оптической оси устройства между модул торо.м 8 и анализатором 9, блок 22 настройки нулевой полосы, расположенный за светоделителем 2 по ходу потока излучени , ось которого перпендикул рна оптической оси устройства, в виде оптически св занных источника 23 немонохроматического излучени , объектива 24 , пол ризатора 25 и светофильтра 26, оптически св занного со светоделителем 2. Устройство работает следующим образом . Луч от источника 1 излучени  после прохождени  через электрооптический модул тор 8 становитс  эллиптически пол ризованным с осью эллипса, параллельной плоскости пол ризации луча источника 1. После йластины 2 и 3 луч становитс  линейно пол ризованным с модулированным азимутом плоскости пол ризации. Светоделитель 17 образует два луча а и б которые дважды отражаютс  соответственно от зеркал 14, 15, 3 (луч а) и 16, 14, 4 (луч б), и интер1 8 ферйруют на светоделителе 17. Фазовые пластинки 19 и 20, оптические оси которых взаимно перпендикул рны, при прохождении лучей туда и обратно сквозь пластинки действуют на нихкак пластины .Я/4, поэтому на выходе и.меют место два эллиптически пол ризованных луча с одинаковой эллиптичностью , одинаковым азимутом оси эллипса 45°, но с противоположным направлением вращени . В результате интерференции этих лучей образуетс  линейно пол ризованный луч, модулированный по азимуту и интенсивности. Начальное значение азимута do ( которое .имеет место при отсутствии напр жени  на модул торе 8) зависит от разности фаз сГ между лучами а и б. Пластинки 4, 6, 7 при прохождении лучей туда и обратно действуют на них как полуволновые, мен   местами составл ющие лучей с азимутом О и 90°, благодар  чему ис1 лючаетс  вли ние искажений состо ни  пол ризации лучей на зеркалах 6 и 7. При вращении предметного столика 5, на котором жестко закреплены зеркала 14- 16 и которЬш сопр жен с исследуемым объектом (не показан) относительно исходного положени , оптический путь одного луча увеличиваетс , второе уменьшаетс . При этом, между лучами а и б образуетс  разность 5 R-sin. (1) При вращении столика 5 периодически мен етс  освещенность фотоумножител , который равномерно освещен (бесконечно щирока  полоса), причем счет целых чисел полос (кратных) осуществл етс  фотоэлектрическим способом с по.мощью реверсивного счетчика 24, измерение дробной части интерференции - компенсационным способом с помощью анализатора 9. Исходным положением столика 5  вл етс  такое положение, когда зеркала 14-16 параллельны светоделителю . 17. В этом случае на выходе имеет место нулева  (бесконечно щирока ) полоса . Дл  настройки нулевой полосы предназначен блок 22. Интенсивность выходного луча описываетс  выражением I-Ioti -stni&ffo -6oSinfib)(.iniS-siiiZ4(2 где (5 и П - амплитуда и частота модул ции; б -дрейф рабочей точки модул тот -азимут анализатора 21; S -разность фаз, определ ема  равенством (1). Из (2) следует, что в приведенном устройстве исключено вли ние дрейфа рабочей точки модул тора на измерение угловой величины . Кроме того, симметричное построение устройства позвол ет также исключить вли ние гирации фазовых пластинок (если последние изготовлены, например, из кварца ), уменьшить вли ние неточностей изготовлени  фазовых пластин, чем достигаетс  высока  точность измерений.The invention relates to a measurement technique and is intended for refractometric measurements, as well as for other precision measurements of conventional values. The aim of the invention is to measure also angular movements. The drawing shows an interferometric measuring device circuit. The device contains a source 1 of linearly polarized radiation and an optically coupled beam splitter 2 and two flat mirrors 3 and 4, a stage 5, mounted for rotation around an axis parallel to two flat mirrors 3 and 4 , two additional flat mirrors (not shown) mounted on table 5 parallel to the reflecting planes opposite each other sub-angle to the optical axis of the device, two plates / 1/4 and 6 and 7, installed in front of the mirror The contact planes of the first two plane mirrors 3 and 4, the optical axes of the plates are respectively the angles of + 45 ° and -45 ° with the polarization plane of the radiation source 1, an electro-optical modulator 8 optically connected to the beam splitter m 2 and mounted by the optical axis at an angle of 45 ° to the axis of the plane of polarization of the radiation source 1, and successively located analyzer 9, information processing unit 10 in the form of serially connected photomultiplier 11, narrowband filter 1-2 and reversing counter 13, double-sided mirror 14, mouth Injected on the object strip 5 parallel to two additional mirrors 15 and 16, the beam splitting unit in the form of a beam-splitting cube 17 and four phase plates 18-21, each of which is seated on optical contact with a corresponding face of the cube 17 installed on the optical axis of the device between the module toro.m 8 and analyzer 9, zero-band tuning unit 22, located behind the beam splitter 2 along the radiation flux, the axis of which is perpendicular to the optical axis of the device, in the form of optically coupled source 23 is non-monochromatic one radiation lens 24, polarizer 25 and optical filter 26 is optically associated with a beam splitter 2. The device operates as follows. The beam from the radiation source 1 after passing through the electro-optical modulator 8 becomes elliptically polarized with an ellipse axis parallel to the plane of polarization of the beam of source 1. After plate 2 and 3, the beam becomes linearly polarized with the modulated azimuth of the plane of polarization. The beam splitter 17 forms two beams a and b which are twice reflected respectively from mirrors 14, 15, 3 (beam a) and 16, 14, 4 (beam b), and inter1 8 are fermented on the beam splitter 17. Phase plates 19 and 20, optical axes which are mutually perpendicular, when the rays pass back and forth through the plates, they act on them like plates. 4/4, therefore two elliptically polarized rays with the same ellipticity, the same azimuth of the ellipse axis 45 °, but with the opposite direction of rotation, take place. . As a result of the interference of these rays, a linearly polarized beam is produced, modulated in azimuth and intensity. The initial value of the azimuth do (which has a place in the absence of voltage on the modulator 8) depends on the phase difference cG between the rays a and b. Plates 4, 6, 7, when the rays travel back and forth, act on them as half-wave, changing the components of the rays with azimuth O and 90 °, thereby preventing the effect of polarization distortions of the rays on the mirrors 6 and 7. During rotation The stage 5, on which the mirrors 14-16 are rigidly fixed and which adjoins the object under study (not shown) with respect to the initial position, the optical path of one beam increases, the second decreases. In this case, a difference of 5 R-sin is formed between the rays a and b. (1) As table 5 rotates, the photomultiplier illuminates periodically, which is evenly illuminated (an infinitely wide band), and the counting of whole numbers of bands (multiples) is carried out by photoelectric method using a reversible counter 24, the fractional part of the interference is measured by a compensation method with using the analyzer 9. The initial position of the table 5 is such a position when the mirrors 14-16 are parallel to the beam splitter. 17. In this case, there is a null (infinitely broad) strip at the output. Block 22 is used to adjust the zero band. The output beam intensity is described by the expression I-Ioti-stni & ffo -6oSinfib) (. IniS-siiiZ4 (2 where (5 and P are the amplitude and frequency of modulation; b is the operating point drift modulus that - The analyzer has an azimuth of 21; S is the phase difference defined by (1). From (2) it follows that the device eliminates the influence of the modulator’s drift on the measurement of the angular value. In addition, the symmetrical construction of the device also eliminates the influence the gyration of phase plates (if the latter are made, for example , of quartz), to reduce the effect of inaccuracies in the manufacture of phase plates, thus achieving high measurement accuracy.

г ,, Чу Л : 7 У Г g ,, chu l: 7 u g

Claims (1)

ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник линейно поляризованного излучения и оптически связанные светоделитель и два плоских зеркала, предметный столик, установленный, с возможностью вращения вокруг оси, параллельной двум плоским зеркалам; два дополнительных плоских зеркала, установленных на столике параллельно отражающим плоскостям одно навстречу другому под углом к оптической оси устройства, две пластины λ /4, установленные перед отражающими плоскостями первых двух плоских зеркал, оптические оси пластин составляют соответственно углы +45° и -45° с плоскостью поляризации источника излучения, электрооптический модулятор, оптически связанный со светоделителем и установленный оптической осью под углом 45° к оси поляризации источника излучения, и последовательно расположенные анализатор и блок обработки информации, отличающееся тем, что, с целью измерения также и угловых перемещений, оно снабжено двусторонним зеркалом, установленным на предметном столике параллельно двум дополнительным зеркалам, светоделительным блоком, выполненным в виде светоделительного кубика и четырех фазовых пластин, каждая из которых посажена на оптический контакт с соответствующей гранью кубика, установленного на оптической оси устройства между модулятором и анализатором, блоком настройки нулевой полосы, расположенным за светоделителем по ходу потока излучения, ось которого перпендикулярна оптической оси устройства, и выполненным в виде оптически связанных источника немонохроматического излучения, объектива, поляризатора и светофильтра, оптически связанного со светоделителем, а блок обработки сигнала выполнен в виде последовательно соединенных фотоумножителя, узкополосного фильтра и реверсивного счетчика.An INTERFEROMETRIC MEASURING DEVICE containing a linearly polarized radiation source and optically coupled beam splitter and two flat mirrors, a stage mounted with rotation around an axis parallel to two flat mirrors; two additional flat mirrors mounted on the table parallel to the reflecting planes, one towards the other at an angle to the optical axis of the device, two λ / 4 plates mounted in front of the reflecting planes of the first two flat mirrors, the optical axis of the plates are angles + 45 ° and -45 ° с, respectively plane of polarization of the radiation source, an electro-optical modulator optically coupled to the beam splitter and mounted by the optical axis at an angle of 45 ° to the polarization axis of the radiation source, and sequentially located analyzer and information processing unit, characterized in that, for the purpose of measuring angular displacements as well, it is equipped with a two-sided mirror mounted on a stage in parallel with two additional mirrors, a beam splitting unit made in the form of a beam splitting cube and four phase plates, each of which placed on optical contact with the corresponding face of the cube mounted on the optical axis of the device between the modulator and analyzer, the zero-band tuner located behind the light a divider along the radiation flux, the axis of which is perpendicular to the optical axis of the device, and made in the form of optically coupled sources of non-monochromatic radiation, a lens, a polarizer, and a light filter optically coupled to a beam splitter, and the signal processing unit is made in the form of series-connected photomultiplier, narrow-band filter, and a reversible counter . SU „„1165878SU „„ 1165878
SU823473530A 1982-07-22 1982-07-22 Interferometer measuring device SU1165878A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823473530A SU1165878A1 (en) 1982-07-22 1982-07-22 Interferometer measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823473530A SU1165878A1 (en) 1982-07-22 1982-07-22 Interferometer measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1165878A1 true SU1165878A1 (en) 1985-07-07

Family

ID=21023413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823473530A SU1165878A1 (en) 1982-07-22 1982-07-22 Interferometer measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1165878A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 154059, кл. G 01 В 9/02, 1962. Авторское свидетельство СССР № 940017, кл. G 01 В 9/02, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3891321A (en) Optical method and apparatus for measuring the relative displacement of a diffraction grid
US3584959A (en) Shaft position encoders
US3708229A (en) System for measuring optical path length across layers of small thickness
US3635552A (en) Optical interferometer
US2956472A (en) Electro-optical distance meter
US4909629A (en) Light interferometer
SU1165878A1 (en) Interferometer measuring device
US3773421A (en) Monitoring relative displacement
US3087377A (en) Polarized light autocollimator
US3438712A (en) Magneto-optical displacement sensing device
SU1157416A1 (en) Multiray interference ellipsometer
SU1150503A1 (en) Device for measuring pressure
SU1464041A1 (en) Light range finder
SU1130778A1 (en) Mach-zender interferometer-based device for measuring optical parameters of transparent media
Herriott V Some Applications of Lasers to Interferometry
SU1239626A1 (en) Phase shift calibrator
SU1755124A1 (en) Method of measuring angular atmospheric refraction and device thereof
SU940017A1 (en) Polarization interferometr
SU1599786A1 (en) Apparatus for measuring high voltage
GB1210273A (en) Optical dichroism measuring apparatus & method
SU1268948A1 (en) Device for checking angular parameters of plane-parallel plates
SU1495648A1 (en) Spectroellipsometer
SU1179103A1 (en) Interferometer for distance measurement
SU1100541A1 (en) Refractometer
SU1097961A1 (en) Interferention filter