SU1173177A1

SU1173177A1 - Устройство дл измерени перемещени объектов и показателей преломлени прозрачных сред

Info

Publication number: SU1173177A1
Application number: SU833622982A
Authority: SU
Inventors: Владимир Дмитриевич Прилепских; Владимир Андреевич Ханов
Original assignee: Новосибирский Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии; Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР
Priority date: 1983-06-03
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1985-08-15

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ СРЕД, содержащее источник когерентного излучени , интерферометр, включающий светоделитель , отражатель, образующий измерительное плечо, отражатель и модул тор , образующие опорное плечо, два фотоэлектрических преобразовател и вычислительный блок, соединенный с преобразовател ми, отличающеес тем, что, с целые повышени точности измерени , оно снабжено оптическим элементом, расположенным между светоделителем и отражателем, образующим светоделительное плечо, и расщепителем луча, установленным между источником когерентного излучени и интерферометром. 2. Устройство по n.t отличающеес тем, что, с цепью повышени точности измерени изменений показател преломлени прозрачных сред, оптический элемент вьтолнен в ввде объема с заданной оптической длиной.

Description

v4

СО

Изобретение относитс к измери .тельной технике, а именно к интерференционным измерени м, и может использоватьс дл прецизионных измерений перемещений объектов и изменений показателей преломлени прозрачных сред.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени , а также повьшение точности измерени изменений показател преломлени . прозрачных сред.

На фиг.1 изображена принципиальна схема устройства дл измерени перемещений объектов и показателей преломлени прозрачных сред| на фиг.2 - взаимное расположение отражател измерительного плеча и объема с заданной оптической длиной.

Устройство дп измерени перемещени объектов и показателей преломлени прозрачных сред содержит ис точник 1 когерентного излзтени и интерферометр 2, который включает в себ установленные на пути распространени луча светоделитель 3, отражатель 4 и модул тор 5, образующие опорное плечо, отражатель 6 и оптический злемент 7, образующие измерительное плечо, расщепитель.,8 луча, установленный между источником 1 когерентного излучени и интерферометром , два фотоэлектрических преобразовател , каждый из которых состоит из фотоприемника 9 или 10 и формировател It или 12 соответственно . Входы формирователей 11 и 12 соединены с выходами соответствующих .фотоприемников 9 и 10, а их вькоды с вычислительным блоком 13.

Расщепитель 8 луча вьшолнен в виде призмы, преимущественно из дву- лучепреломп ющего материала. Оптический элемент 7 дл измерени перемещений выполнен аналогично отражателю 6, например в виде трйпельпризмы , Дп измерений изменени показател преломлени прозрачньйс сред опти- ческий элемент 7 выполнен в виде объема с заданной оптической длиной, например в виде стекл нного столбика, В качестве источника.1 когерентного излучени используетс одночастотный лазер.

Устройство работает следующим образом .

Коллимированный пучок света от источника 1 когерентного излучени ,,

проход расщепитель 8 луча, делитс на два параллельно распростран ющихс пучка. Светоделитель 3 раздел ет каждый изпадающих пучков света на два луча. Отраженные от светоделител 3 лучи направл ютс на отражатель 4 и модул тор 5. В измерительном плече лучи распростран ютс к отражателю 6 и оптическому элементу 7, Возвращенные от этих элементов, лучи пространственно совмещаютс на светоделителе 3 с соответствующими лучами света, возвращенными светоделителем 4, и интерферируют. Образовавшиес на выходе интерферометр

2две пары интерференционных полей регистрируютс фотоприемниками 9 и 10, электрические сигналы от которых преобразуютс формировател ми 11 и 12 в счетные импульсы. Эти импульсы поступают в вычислительный блок 13, где обрабатьтаютс в соответствии с заданной программой.

Одна пара образующихс интерференционных полей отражает изменени разности оптических длин опорного плеча (оптического пути от светоделител

3до отражател 4) и измерительного плеча (оптического пути от светоделител 3 до отражател 6). Друга пара образующихс интерференционньг полей отражает изменени разности оптических длин опорного плеча и измерительного плеча, образованного

за счет введени оптического элемента 7. В вычислительном блоке 13 из одного полученного результата посто нно вычитают другой, так что регистрируетс изменение разности оптических путей (света) в измерительном плече. При измерении линейных перемещений это оптическа длина между отражател ми 6 и 7.

Перемещени отражател 4 опорного плеча с помощью модул тора 5 и изменение под действием внешних условий показател преломлени среды (заполн ющей пространство между светоделителем 3 и отражателем 4, а также между светоделителем 3 и оптическим элементом 7) привод т к синхронному изменению фаз интерференционных сигналов и возникновению в формировател х 11 и 12 одинакового числа .счетных импульсов. Разность числа импульсов, получаема в вычислительном блоке 13, равна нулю, и по казани устройства остаютс прежними Изменение оптической длины между отражател ми 6 и 7, например, путем перемещени отражател 6 измерительного плеча приводит к различному изменению фаз интерференцион-, ных сигналов, что, в свою очередь, веДет к формированию различного числа счетных импульсов в формировател х 11 и 12. По разности числа счетных импульсов в вычислительном блоке 13 рассчитьюаетс величина перемещени отражател 6 относительно опти ческого элемента 7. При измерении изменений показател преломлени прозрачных сред геометрические пути лучей одинаковы и в измерительном плече. Оптические же пути у лучей различны: путь одного луча (сМофиГо2) проходит через ис774 следуемую среду (он при изменении по-, казател преломлени соответственно мен етс ), а другого - через объем с заданной оптической длиной, котора практически остаетс посто нной . Изменение разности этих оптических путей вызьшает различные изменени фаз интерференционных сигналов. После преобразовани в счетные импульсы и обработки в вычислительном блоке 13 им ставитс в соответствие величина изменени показател преломлени относительно начального (нулевого ) отсчета. Таким образом, устройство обеспечивает автсматический учет изменени нескомпенсированной длины интерферометра , что увеличивает Точность измерени .

Фиг. 2

Claims

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ СРЕД, содержащее источник когерентного излучения, интерферометр, включающий светоделитель, отражатель, образующий из мерительное плечо, отражатель и модулятор, образующие опорное плечо, два' фотоэлектрических преобразователя и вычислительный блок, соединенный с преобразователями, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено оптическим элементом, расположенным между светоделителем и отражателем, образующим светоделительное плечо, и расщепителем луча, установленным между источником когерентного излучения и интерферометром.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повы- g шения точности измерения изменений показателя преломления прозрачных сред, оптический элемент выполнен в виде объема с заданной оптической длиной.