SU1168800A1 - Two-step interferometer - Google Patents
Two-step interferometer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1168800A1 SU1168800A1 SU817771750A SU7771750A SU1168800A1 SU 1168800 A1 SU1168800 A1 SU 1168800A1 SU 817771750 A SU817771750 A SU 817771750A SU 7771750 A SU7771750 A SU 7771750A SU 1168800 A1 SU1168800 A1 SU 1168800A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- interference
- plane
- light beam
- measuring
- faces
- Prior art date
Links
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
- G01B9/02049—Interferometers characterised by particular mechanical design details
- G01B9/02051—Integrated design, e.g. on-chip or monolithic
-
- 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
- G01B2290/45—Multiple detectors for detecting interferometer signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двухступенчатому интерферометру, предназначенному, в частности, для измерений длины, при этом для определения направления изменений длины двухсту- $ пенчатый интерферометр работает с двумя интерференционными картинами.The invention relates to a two-stage interferometer, intended, in particular, for length measurements, while the two-way interferometer works with two interference patterns to determine the direction of changes in length.
В описании изобретения к патенту •ГДР № 111 993, кл. 42 В 8/02, 1974 описан оптический интерферометр для создания двух интерференционных картин, причем расщепительсветового пучка имеет по обеим сторонам разделительной грани и в основном парал« ~ 15In the description of the invention to the patent • GDR No. 111 993, cl. 42 V 8/02, 1974 an optical interferometer is described for creating two interference patterns, with the light beam splitter having a dividing face on both sides and mainly paral ~ 15
лельно ей по одной дополнительной разделительной грани, частично покрытой зеркальным слоем. Этими гранями световые составляющие обоихIt is suitable for it on one additional dividing face, partially covered with a mirror layer. These edges of the light components of both
частичных пучков интерференционной ί 20partial interference beams ί 20
картины отклоняются и еще раз интер- * ферируют друг с другом.the pictures are rejected and once again interfere with each other.
Однако в двухступенчатом интерферометре, в основе которого лежит принцип Майкельсона, с целью оптимального определения эталонной точки 25 интерферометрического измерения предусмотрена вводящая призма, обуславливающая сильно несимметричный ход .лучей. Самое выгодное положение эталонной точки и симметрия в мет- 30 рологически чувствительной части интерферометра взаимно исключаются.However, in a two-stage interferometer, which is based on the Michelson principle, in order to optimally determine the reference point 25 of the interferometric measurement, an introductory prism is provided, causing a highly asymmetric course of the rays. The most favorable position of the reference point and symmetry in meth 30 rologicheski sensitive parts of the interferometer are mutually exclusive.
Так, например, в диапазоне разрешения 1СГ®— 10'9м в течение большого времени измерения невозможно произ- 35So, for example, in the resolution range of 1SG® — 10 ' 9 m for a long measurement time it is impossible to make
22
вести измерения стабильно относительно нулевой точки, так как части интерферометра, определяющие оптическую длину пути, в случае тепловых возмущений допускают'различное изменение оптической длины пути в измерительном и эталонном ходах лучей.to conduct measurements stably with respect to the zero point, since the parts of the interferometer that determine the optical path length, in the case of thermal perturbations, allow various changes in the optical path length in the measuring and reference paths of the rays.
Все эти недостатки снижают точность измерения.All these disadvantages reduce the accuracy of the measurement.
Цель изобретения - устранение недостатков уровня техники и повышение точности при интерферометрических измерительных системах.The purpose of the invention is to eliminate the drawbacks of the prior art and improve the accuracy with interferometric measuring systems.
Поставленная цель достигается тем, что ,в двухступенчатом интерферометре, предназначенном, в частности, для измерения длины, содержащем источник света, расщепитель светового пучка с разделительной гранью, частично покрытой зеркальным слоем для' создания двух раздельных световых пучков, измерительный рефлектор, расположенный в ходе первого светового пучка, и эталонный рефлектор, расположенный в ходе второго светового пучка, расщепитель светового пучка имеет по обеим сторонам грани, представляющей собой плоскость интерференции, по одной дополнительной разделительной грани, частично покрытой зеркальным слоем, причем эти грани расположены симметрично отно- , сительно плоскости интерференции, на конце расщепителя светового пучка, обращенном к измерительному и эта- This goal is achieved by the fact that, in a two-stage interferometer, designed, in particular, to measure length, containing a light source, a light beam splitter with a separating face partially covered with a mirror layer to 'create two separate light beams, the measuring reflector located during the first light beam, and the reference reflector, located during the second light beam, the light beam splitter has on both sides of the face, which is the plane of interference, one further dividing faces, partially covered with reflective layer, wherein these edges are disposed symmetrically The ratio, respect to the plane of interference, at the end of the beam splitter facing the measuring and this -
33
1168800 41168800 4
лонному рефлеторам, расположен цельный отклоняющий элемент или отклоняющий элемент, составленный из нескольких одиночных призм, юстируемых независимо одна от другой, откло- 5 няющий элемент имеет оптически активные отражательные грани, которые параллельно направляют световые пучки и составляют с плоскостью интерференции одинаковые углы, и грань Ю выхода луча, перпендикулярную плоскости интерференции.A single-sided deflecting element or deflecting element composed of several single prisms that are independently adjustable from one another; the deflecting element has optically active reflective edges that parallel light beams and form the same angles with the plane of interference; beam output perpendicular to the plane of interference.
При этом расщепитель светового пучка'на конце, обращенном к измерительному и эталонному рефлеторам, 15 имеет поверхность среза, на которой расположен отклоняющий элемент и которая перпендикулярна плоскости интерференции.At the same time, the light beam splitter, at the end facing the measuring and reference refletors, has a cutting surface on which the deflecting element is located and which is perpendicular to the plane of interference.
Одиночные призмы отклоняющего 20Single prism diverter 20
элемента могут быть расположены симметрично относительно плоскости интерференции и соединены в'отклоняющую призму, причем грани выхода луча одиночных призм приближенно 25elements can be located symmetrically with respect to the plane of interference and connected in a клон declining prism, with the faces of the exit of the beam of single prisms approximately 25
расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости интерференции.located in a plane perpendicular to the plane of interference.
В двухступенчатом интерферометре грань, являющаяся плоскостью интерференции, и разделительные грани, 30 параллельные ей, удлинены в направлении к измерительному и эталонному ходам лучей, и на удлинениях этих граней, не полностью покрытых зеркальным слоем, расположены выводящие призмы, которые отклоняют и параллельно направляют световые пучки.In a two-stage interferometer, the face, which is the plane of interference, and the separating faces, 30 parallel to it, are elongated in the direction of the measuring and reference beam paths, and on the elongations of these faces, not completely covered with a specular layer, output prisms are located, which deflect and direct light beams in parallel .
В предлагаемом устройстве достигается параллельный характер измерительного и эталонного ходов лучей в до двухступенчатых интерферометрах и симметрия между этими ходами лучей внутри расщепителя светового пучка, что обуславливает большую точность оснащенных такими интерферометрами 45 приборов, так как и в течение большого времени измерения оптическая длина пути в измерительном и эталонном ходах лучей внутри интерферометра остается постоянной, несмотря на имею- 50 щиеся изменения температуры. Кроме того, весь ход лучей интерферометра является нечувствительным к незначительным наклонениям интерферометра. Отдельные части интерферометра имеют 55 простую конструкцию..The proposed device achieves the parallel nature of the measuring and reference beam paths in up to two-stage interferometers and the symmetry between these beam paths inside the light beam splitter, which causes 45 instruments equipped with such interferometers to be more accurate, as well as for a large measurement time The reference beam paths inside the interferometer remain constant, despite the existing temperature changes. In addition, the entire course of the interferometer beams is insensitive to insignificant inclinations of the interferometer. The individual parts of the interferometer have 55 simple designs ..
На фиг. 1 изображен расщепитель светового пучка с цельной отклоняющей призмой; на фиг. 2 - то же, с составной отклоняющей призмой; на фиг. 3 - то же, с удлиненными граня ми.FIG. 1 shows a light beam splitter with a single deflection prism; in fig. 2 - the same, with a composite deflecting prism; in fig. 3 - the same, with elongated faces.
Двухступенчатый интерферометрTwo-stage interferometer
(фиг.2), применяемый, в частности, для измерения длин и перемещений, содержит лазер в качестве источника(figure 2), used, in particular, to measure lengths and displacements, contains a laser as a source
1 света, расщепитель 2 светового пучка с разделительной гранью, частично покрытой зеркальным слоем, служащей в качестве плоскости 3 интерференции для создания двух раздельных световых пучков 4 и 5, и рефлекторы 6 и 7, расположенные в ходе этих световых пучков 4 и 5. Так, в ходе светового пучка 4 расположен перемещаемый измерительный рефлектор 6, а в ходе светового пучка 5 неподвижный эталонный рефлектор 7, причем эти рефлекторы преимущественно выполнены в виде зеркальных трипель-призм. По обеим сторонам плоскости 3 интерференции в расщепителе1 light, a splitter 2 light beam with a separating face partially covered with a mirror layer serving as the interference plane 3 for creating two separate light beams 4 and 5, and reflectors 6 and 7 located during these light beams 4 and 5. So, in the course of the light beam 4, a movable measuring reflector 6 is located, and in the course of the light beam 5 there is a fixed reference reflector 7, and these reflectors are mainly made in the form of mirror triple prisms. On both sides of the plane 3 interference in the splitter
2 светового пучка предусмотрено по одной дополнительной разделительной грани 8 и 9, частично покрытой зеркальным слоем, которые параллельны плоскости 3 интерференции и симметричны относительно нее. Расщепитель 2 светового пучка на конце, обращенном к измерительному и эталонному рефлекторам 6 и 7, имеет поверхность 10 среза, на которой расположен цельный отклоняющий элемент (фиг.1) или отклоняющий элемент, состоящий из нескольких одиночных призм 11 и 12, юстируемых независимо одна от другой (фиг.2). Отклоняющий элемент 13 имеет оптически активные отражательные грани 14 и 15, которые с плоскостью 3 интерференции преимущественно составляют одинаковые углы. Эти углы рассчитываются так, что световые пучки 4 и 5 измерительного и эталонного ходов лучей параллельны один другому.2 light beams are provided along one additional separating face 8 and 9, partially covered with a mirror layer, which are parallel to and symmetrical with respect to the interference plane 3. The splitter 2 of the light beam at the end, facing the measuring and reference reflectors 6 and 7, has a cut surface 10 on which a one-piece deflecting element (FIG. 1) or a deflecting element consisting of several single prisms 11 and 12 arranged independently of one another (figure 2). The deflecting element 13 has optically active reflective faces 14 and 15, which with the plane 3 of the interference mainly constitute the same angles. These angles are calculated so that the light beams 4 and 5 of the measuring and reference beam paths are parallel to one another.
Возможность юстировки отражательных граней 14 и 15 в случае исполнения согласно фиг. 2 внутри определенных пределов обуславливается использовау нием для этого толщины слоя склейки между одиночными призмами 11 и 12 и между поверхностью среза 10 и одиночными призмами 11 и 12. Отклоняющий элемент 13 имеет грань 16 выхода луча, перпендикулярную плоскости 3 интерференции. В устройстве по фиг.2The possibility of adjusting the reflective edges 14 and 15 in the case of the embodiment according to FIG. 2 within certain limits is determined by the use of the thickness of the bonding layer between the single prisms 11 and 12 and between the cut surface 10 and the single prisms 11 and 12. The deflecting element 13 has a beam exit face 16 perpendicular to the interference plane 3. In the device of figure 2
II
11688001168800
грани 17 и 18 выхода луча и одиночных призм 11 и 12 предусмотрены так, чтобы они приближенно были расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости 3 интерференции.The faces 17 and 18 of the beam exit and the single prisms 11 and 12 are provided so that they are approximately located in a plane perpendicular to the plane of interference 3.
Исполнение расщепителя 19 светового пучка двухступенчатого интерферометра согласно фиг. 3 является наиболее предпочтительным. Расщепитель 19 светового пучка составляется из двух плоскопараллельных пластинок 20 и 21, причем грани 22-24 в части, определительной для расщепителя светового пучка, частично покрыты зеркальным слоем. Грани 22-24 по направлению к измерительному и эталонному рефлекторам 6 и 7 удлинены, причем эти удлинения не полностью покрьггы зеркальным слоем. На удлинениях граней 22 и 24 находятся выводящие призмы 27 и 28, которые отклоняют и параллельно направляют световые пучки. Грань 23. представля-. ет собой плоскость интерференции, аналогичную представленной на фиг. 1 и 2.The design of the splitter 19 of the light beam of the two-stage interferometer according to FIG. 3 is most preferred. The splitter 19 of the light beam is composed of two plane-parallel plates 20 and 21, and the edges 22-24 in the part that is definitive for the splitter of the light beam are partially covered with a mirror layer. The edges 22-24 in the direction of the measuring and reference reflectors 6 and 7 are elongated, and these extensions are not fully reflected by the mirror layer. On the elongations of the faces 22 and 24 are output prisms 27 and 28, which deflect and parallel the light beams. Face 23. is represented by-. The plane of interference is similar to that shown in FIG. 1 and 2.
Установка и симметрирование измерительного и эталонного ходов лучей внутри интерферометра (фиг. 3) достигаются путем взаимной юстировки выводящих призм 27 и 28, которые перемещают вдоль удлинений граней 22 и 24 и наклоняют при использовании толщины слоя склейки.The installation and balancing of the measuring and reference beam paths inside the interferometer (Fig. 3) are achieved by mutual alignment of the outputting prisms 27 and 28, which are moved along the elongations of the faces 22 and 24 and tilted when using the thickness of the gluing layer.
На основе исполнения устройства согласно фиг. 3 описывается функция двухступенчатого интерферометра, аналогичная функции устройств по фиг. 1 и 2. Коллимированный световой пучок от лазерного источни- .Based on the design of the device according to FIG. 3 describes the function of a two-stage interferometer, similar to the function of the devices of FIG. 1 and 2. The collimated light beam from a laser source -.
ка 1 света через вводящую призму 29, расположенную на расщепителе 2 светового пучка (19 согла.сно фиг. 3 ), вводится в верхнюю часть расщепителя. Вводящая призма '29 предусмотрена для того, чтобы равнять направления падающего светового пучка и световых пучков 4 и 5, что является необходимым для некоторых целей измерения. Кроме того, световой пучок можно вводить в расщепитель 2 (19 согласно фиг.З) светового пучка и при помощи призмы 30. Введенный световой пучок проходит через расщепляющий слой грани 23 и разделяется на два световых пучка 4 и 5, представляющих собой измерительный и эталонный ходы лучей. Световые пучки 4 и 5 через выводящие призмы 27 и 28 выходят из интерферометра, измерительным 6 и эталонным 7 рефлекторами перемещаются в нижнюю часть расщепителя 2 светового пучка (19 согласно фиг. 3).и в расщепляющем слое грани 23, представляющей· 'собой плоскость интерференции, интерферируют. Оттуда частичные пучки, содержащие уже интерференционную информацию (согласно известному двухступенчатому принципу), через расщепляющие слои граней 22 и 23 и призмы 30 и 31 поступают на приемники 32 и 1 light through the inserting prism 29, located on the splitter 2 of the light beam (19 according to Fig. 3), is introduced into the upper part of the splitter. The insertion prism '29 is provided in order to equalize the directions of the incident light beam and the light beams 4 and 5, which is necessary for some measurement purposes. In addition, the light beam can be introduced into the splitter 2 (19 according to FIG. 3) of the light beam and with the help of prism 30. The introduced light beam passes through the splitting layer of face 23 and is divided into two light beams 4 and 5, representing measuring and reference strokes rays. Light beams 4 and 5 through outgoing prisms 27 and 28 exit the interferometer, measuring 6 and reference 7 reflectors are moved to the lower part of the light beam splitter 2 (19 according to Fig. 3) .and in the splitting layer the face 23 representing the interference plane interfere. From there, partial beams containing already interference information (according to the well-known two-step principle), through the splitting layers of the faces 22 and 23 and the prisms 30 and 31 arrive at receivers 32 and
33 сигналов или в качестве отраженной световой составляющей от расщепляющих слоев граней 22 и 24 во второй , раз интерферируют в плоскости грани 23 и оттуда попадают на приемники33 signals or as a reflected light component from the splitting layers of the faces 22 and 24 a second time, they interfere in the plane of the face 23 and from there get to the receivers
34 и 35 сигналов.34 and 35 signals.
Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.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.
11688001168800
Фиг. 2FIG. 2
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD80222233A DD158187A3 (en) | 1980-06-30 | 1980-06-30 | ZWEISTUFENINTERFEROMETER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1168800A1 true SU1168800A1 (en) | 1985-07-23 |
Family
ID=5525028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU817771750A SU1168800A1 (en) | 1980-06-30 | 1981-04-14 | Two-step interferometer |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5714703A (en) |
DD (1) | DD158187A3 (en) |
DE (1) | DE3112633A1 (en) |
FR (1) | FR2485718A1 (en) |
GB (1) | GB2079000B (en) |
SU (1) | SU1168800A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD209263A1 (en) * | 1982-09-01 | 1984-04-25 | Univ Ernst Moritz Arndt | INTERFEROMETRIC ARRANGEMENT FOR OPTOELECTRIC DISTANCE MEASUREMENT |
WO1993009394A1 (en) * | 1991-11-08 | 1993-05-13 | British Technology Group Ltd. | Measuring instruments |
FR2712691B1 (en) * | 1993-11-19 | 1995-12-22 | Bernard Fondeur | Laser interferometry measurement device. |
DE19613303C3 (en) * | 1996-04-03 | 2002-07-04 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Method and device for absolute distance measurement |
JP4910838B2 (en) * | 2007-03-30 | 2012-04-04 | サクサ株式会社 | Open / close detection structure of the housing |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD111993A1 (en) * | 1974-05-13 | 1975-03-12 |
-
1980
- 1980-06-30 DD DD80222233A patent/DD158187A3/en unknown
-
1981
- 1981-03-30 DE DE19813112633 patent/DE3112633A1/en not_active Withdrawn
- 1981-04-14 SU SU817771750A patent/SU1168800A1/en active
- 1981-05-08 JP JP6839681A patent/JPS5714703A/en active Pending
- 1981-06-09 FR FR8111314A patent/FR2485718A1/en active Granted
- 1981-06-26 GB GB8119729A patent/GB2079000B/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5714703A (en) | 1982-01-26 |
GB2079000A (en) | 1982-01-13 |
FR2485718A1 (en) | 1981-12-31 |
GB2079000B (en) | 1984-03-07 |
DE3112633A1 (en) | 1982-04-15 |
DD158187A3 (en) | 1983-01-05 |
FR2485718B1 (en) | 1985-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6806960B2 (en) | Compact beam re-tracing optics to eliminate beam walk-off in an interferometer | |
JP2001522984A (en) | Integrated optical assembly with beam splitter assembly and retroreflector | |
US5715057A (en) | Reference interferometer with variable wavelength and folded measurement beam path | |
US4436424A (en) | Interferometer using transverse deviation of test beam | |
JP2000249513A (en) | Beam splitter structure group and interferometer with it | |
US7212290B2 (en) | Differential interferometers creating desired beam patterns | |
SU1168800A1 (en) | Two-step interferometer | |
SU1152533A3 (en) | Scanning interferometer (versions) | |
US20080225262A1 (en) | Displacement Measurement System | |
EP0333783B1 (en) | Straightness interferometer system | |
RU2554599C1 (en) | Angle measurement device | |
CA1210608A (en) | Interferometer spectrophotometer | |
JPH0463305A (en) | Polarizing beam splitter and laser interference measuring meter | |
JP3004631B1 (en) | Laser interferometer | |
SU1099097A1 (en) | Scanning interferometer | |
JPS59136604A (en) | Multiple optical path laser interferometer | |
SU1518663A1 (en) | Interferometer for measuring transverse displacements | |
US7009708B1 (en) | Symmetric periscope for concentric beam configuration in an ultra-high precision laser interferometric beam launcher | |
SU1587327A1 (en) | Interferometer | |
US4023906A (en) | Compact three-beam interferometer | |
SU1288498A1 (en) | Interferometer | |
RU2662504C1 (en) | Device for collinear transition of axis of optical radiation | |
SU921305A1 (en) | Distance measuring interferometer | |
SU1026106A1 (en) | Optical mixing-separating device | |
SU1132147A1 (en) | Laser displacement interferometer |