SU1196684A1 - Quantum interferometric displacement meter - Google Patents
Quantum interferometric displacement meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1196684A1 SU1196684A1 SU843762379A SU3762379A SU1196684A1 SU 1196684 A1 SU1196684 A1 SU 1196684A1 SU 843762379 A SU843762379 A SU 843762379A SU 3762379 A SU3762379 A SU 3762379A SU 1196684 A1 SU1196684 A1 SU 1196684A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- laser
- mirror
- outputs
- optical
- optically coupled
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
КВАНТОВЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содер- . жащий лазер с двум оптическими вы ходами , зеркало, предназначенное дл закреплени на контролируемом объекте и оптически.св занное с одним- из выходов лазера, фотоприемник, оптически св занный с другим выходом №QUANTUM INTERFEROMETRIC DISPLACEMENT METER, contents - a laser with two optical outputs, a mirror designed to be fixed on a controlled object and optically coupled to one of the laser outputs, a photodetector optically coupled to another output No.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть исполь зовано дл точных измерений размеров , перемещений и скоростей движени различных объектов, дл использовани деформаций, вибраций, рельефа поверхности, оптических свойств среды. Цель изобретени - повышение точ ности измерений за счет устранени неоднозначности при реверсивном перемещении контролируемого объекта. На чертеже представлен предлагаемый измеритель. Квантовый интерферометрический измеритель перемещений содержит два параллельно установленных лазера 1 и 2 с одинаковой длиной Л волны оптического излучени , предназначенное дл закреплени на конт ролируемом объекте зеркало 3, оптически св занное с лазерами 1 и 2 и установленное перпендикул рно им отражающей поверхностью к лазерам 1 и 2, два фотоприемника Д и 5 оптически св занных с вторыми выходами лазеров 1 и 2 соответственно, и блок 6 обработки сигналов, входы которого св заны с выходами фотоприемников 4 и 5. Рассто ни по оптической оси интерферометрического измерител от зеркала до лазеров 1 и 2 отличаютс на величину L, не кратную Л/2, Разница в рассто ни х между зеркалом 3 и лазе рами 1 и 2 необходима дл получени фазового сдвига, отличающегос от О и 180 между сигналами на вых дах фотоприемников 4 и 5. Фазовый сдвиг может быть получен также за счет различи оптических характери тик сред, заполн ющих пространство между лазером 1 и зеркалом 3, и лазером 2 и зеркалом 3. Устройство работает следующим о разом. Зеркало 3, закрепленное на конт ролируемом объекте, образует оптически св занный с лазером 1 пассив ный резонатор, который оказывает вли ние на мощность оптического излучени лазера 1. Моды оптическо го излучени , реализуемые в сложно трехзеркальном резонаторе, образованном лазером 1 и зеркалом 3, не вл ютс модами ни лазера 1, ни па сивного резонатора. Эти моды можно рассматривать как смещенные моды 84 г1аШ;ивного резонатора и лазера 1 . Изменение св зи между пассивным резонатором и лазером 1 вызывает смещение мод по шкале частот. При перемещении контролируемого объекта с зеркалом 3 вдоль оптической оси лазера 1 мен етс длина пассивного резонатора. При этом все моды, реализуемые в сложном резонаторе, измен ют свою добротность и частоту по отношению к добротности и частоте, соответствующим первоначальной длине пассивного резонатора . Так как активна среда присутствует только в лазере 1, уменьшение добротности какой-либо моды вызывает срьш генерации лазера 1. Одновременно увеличиваетс добротность моды пассивного резонатора, зто приводит к возникновению генерации на этой моде. После того, как вновь загенерировавша мода займет положение невозмущенной моды лазера 1, интенсивность излучени лазера 1 достигает максимального значени . В результате интенсивность излучени лазера 1, котора регистрируетс фотоприемником 4, циклически измен етс . Полный цикл изменени интенсивности лазера 1 происходит при изменении длины пассивного резонатора за счет перемещени контролируемого объекта с закрепленным на нем зеркалом 3 на величину, равную 12, Глубина модул ции излучени лазера 1 зависит от коэффициента отражени зеркала 3 и от соотношени длин пассивного резонатора и лазера 1, При коэффициенте отражени зеркала 3, превьшдающем 25л, и при соизмер емых длинах лазера 1 и пассивного резонатора глубина модул ции излучени лазера 1 близка к 100%. Аналогичным образом при перемещеНИИ контролируемого объекта происходит циклическое изменение интенсивности излучени лазера 2, которое регистрируетс фотоприемником 5. Сигналы на выходах фотоприемников 4 и 5 сдвинуты один относительно другого на угол, отличный от О и 180° за счет разницы в оптических длинах пассивных резонаторов, обусловленной отличием рассто ний от зеркала 3 до лазеров 1 и 2 на величину L. .Предпочтительно иметь фазовый сдвиг 90 . Сигналы с выходов фотоприемников 4 и 5 поступают наThe invention relates to a measurement technique and can be used for accurate measurements of dimensions, movements and speeds of movement of various objects, for using deformations, vibrations, surface topography, and optical properties of a medium. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements by eliminating ambiguity when reversing the movement of a controlled object. The drawing shows the proposed meter. The quantum interferometric displacement meter contains two parallel-installed lasers 1 and 2 with the same optical radiation wavelength L, designed to fix a mirror 3 on the object being monitored, optically connected to lasers 1 and 2 and installed perpendicular to them by the reflecting surface to lasers 1 and 2 , two photodetectors D and 5 are optically coupled to the second outputs of lasers 1 and 2, respectively, and a signal processing unit 6, the inputs of which are connected to the outputs of photodetectors 4 and 5. Distance along the optical axis the interferometric meter from the mirror to the lasers 1 and 2 differ by the value of L, not a multiple of L / 2. The difference in the distance between the mirror 3 and the lasers 1 and 2 is necessary to obtain a phase shift that differs from O and 180 between the signals at the outputs photodetectors 4 and 5. The phase shift can also be obtained due to the difference in the optical characteristics of the media filling the space between laser 1 and mirror 3, and laser 2 and mirror 3. The device works the next time. A mirror 3 mounted on a monitored object forms a passive resonator optically coupled to a laser 1, which affects the optical radiation power of laser 1. The optical radiation modes realized in a complex three-mirror resonator formed by laser 1 and mirror 3 are not are the modes of neither laser 1 nor passive resonator. These modes can be considered as displaced modes 84 H1; W; resonator and laser 1. A change in the coupling between the passive resonator and the laser 1 causes a mode shift on the frequency scale. When a controlled object with a mirror 3 is moved along the optical axis of the laser 1, the length of the passive resonator changes. In this case, all modes implemented in a complex resonator change their Q-factor and frequency with respect to the Q-factor and frequency corresponding to the initial length of the passive resonator. Since the active medium is present only in laser 1, a decrease in the quality factor of a particular mode causes lasing of the laser 1. At the same time, the quality factor of the passive resonator mode increases, which leads to generation in this mode. After the newly zagenerated mode assumes the position of the unperturbed mode of laser 1, the radiation intensity of laser 1 reaches its maximum value. As a result, the radiation intensity of the laser 1, which is detected by the photodetector 4, cyclically changes. The full cycle of changing the intensity of laser 1 occurs when the length of the passive resonator changes by moving the object under test with mirror 3 fixed on it by an amount equal to 12. The modulation depth of the laser 1 depends on the reflection coefficient of mirror 3 and the ratio of the passive resonator and laser 1 With the reflection coefficient of the mirror 3 exceeding 25 liters and with the comparable lengths of the laser 1 and the passive resonator, the modulation depth of the laser 1 is close to 100%. Similarly, when a controlled object is moved, a cyclic change in the intensity of the laser 2 radiation occurs, which is detected by the photodetector 5. The signals at the outputs of the photoreceivers 4 and 5 are shifted one with another by an angle different from O and 180 ° due to the difference in the optical lengths of the passive resonators, due to the difference distances from mirror 3 to lasers 1 and 2 by the value of L. It is preferable to have a phase shift of 90. The signals from the outputs of photodetectors 4 and 5 are fed to
3 119668443 11966844
входы блока 6 обработки сигналов, Вкаждый из которых соответствует опблоке 6 обработки сигналов сигналы,ределенному направлению смещени зерthe inputs of the signal processing unit 6, each of which corresponds to the signal processing unit 6, defined by the direction of the displacement of the grain
мен ющиес по синусоидальному и ко-кала 3. Разделенные импульсу поссинусоидальному законам, преобразу-тупают на суммирующий и вычитающийvarying in sinusoidal and cocall 3. Divided by the impulse by the sinusoidal laws, they are transformed into a summing and subtracting
ютс в пр моугольные импульсы. Поj входы реверсивного счетчика. На высоотношению фаз сигналов определ -ходе блока 6 обработки сигналов приетс направление перемещени подвиж-сутствует сигнал, соответствующийinto square impulses. Poj reversible counter inputs. At the high phase ratio of the signals determined by the approach of the signal processing unit 6, the direction of movement of the moving-there is a signal corresponding to
ного зеркала 3 и производитс разДе-текущему значению перемещени подление импульсов по двум каналам,важного зеркала 3.mirror 3 and the diffusion of pulses along two channels, an important mirror 3, is performed at a D-CURRENT value of movement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843762379A SU1196684A1 (en) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Quantum interferometric displacement meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843762379A SU1196684A1 (en) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Quantum interferometric displacement meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1196684A1 true SU1196684A1 (en) | 1985-12-07 |
Family
ID=21127333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843762379A SU1196684A1 (en) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Quantum interferometric displacement meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1196684A1 (en) |
-
1984
- 1984-07-09 SU SU843762379A patent/SU1196684A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Крылов К.И. и др. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1978, с. 235. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4319843A (en) | Interferometer apparatus for the direct measurement of wavelength and frequency | |
US4688940A (en) | Heterodyne interferometer system | |
EP0646767B1 (en) | Interferometric distance measuring apparatus | |
CN1333230C (en) | Laser feedback nano displaycement measuring device | |
US4715706A (en) | Laser doppler displacement measuring system and apparatus | |
US4969736A (en) | Integrated fiber optic coupled proximity sensor for robotic end effectors and tools | |
US20070165238A1 (en) | Demodulation method and apparatus for fiber optic sensors | |
CN110132179B (en) | Biorthogonal internal incidence type laser self-mixing micro-angle measuring system and measuring method | |
JP2008531993A (en) | Compact fiber optic geometry for inverse chirped FMCW coherent laser radar | |
US4995697A (en) | Fiber optic sensing system | |
CN109239726B (en) | Non-cooperative target ranging system based on single double-comb femtosecond laser | |
US3680963A (en) | Apparatus for measuring changes in the optical refractive index of fluids | |
EP0611438A1 (en) | Measuring instruments. | |
US5394240A (en) | High-accuracy air refractometer utilizing two nonlinear optical crystal producing 1st and 2nd second-harmonic-waves | |
CN102253389A (en) | He-Ne laser birefringent outer cavity feedback displacement measurement system | |
CN109813227B (en) | Laser cavity tuning-based multiple feedback displacement measuring device and measuring method | |
SU1196684A1 (en) | Quantum interferometric displacement meter | |
CN201637492U (en) | Laser wavelength measuring device based on synthetic wavelength | |
US5615011A (en) | Interferometric system for the detection and location of reflector faults of light-guiding structures | |
US5555089A (en) | Absolute distance measuring interferometry using multi-pass resonant cavity referenced to a stabilized laser source | |
CN113607691B (en) | Air refractive index fluctuation measuring device and method based on optical vernier Fabry-Perot interference | |
CN106654839A (en) | Displacement self-sensing helium-neon laser system | |
Dakin et al. | Optical fibre hydrophone array-recent progress | |
JPH06241929A (en) | Optical fiber sensor | |
KR100332035B1 (en) | distance measuring apparatus and method using double pass of homodyne laser |