SU1260674A1 - Interferometer for measuring linear and angular displacements of object - Google Patents
Interferometer for measuring linear and angular displacements of object Download PDFInfo
- Publication number
- SU1260674A1 SU1260674A1 SU853845531A SU3845531A SU1260674A1 SU 1260674 A1 SU1260674 A1 SU 1260674A1 SU 853845531 A SU853845531 A SU 853845531A SU 3845531 A SU3845531 A SU 3845531A SU 1260674 A1 SU1260674 A1 SU 1260674A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- prism
- smaller
- angle
- interferometer
- face
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к интерферометрам дл измерени линейных и угловых перемещений объекта. Цель изобретени - упрощение конструкции интерферометра за счет упрощени светоделительпого блока и его расположени . Интерферометр содержит последовательно расположенные источник монохроматического излучени , свето- делительньм блок, выполненный в виде четырехгранной призмы, оптически св занные с ним два уголковых отражател и фотоэлектрический приемник. На одной меньшей грани призмы нанесено полупрозрачное покрытие, на другой меньшей грани и одной из больших граней нанесено зеркальное покрытие. Меньшие грани призмы непараллельны, угол между НИМИ равен 0 1/2 tf-arcsinx (sincf/n) , где If - острый угол между меньшей гранью с полупрозрачным покрытием и большей гранью призмы, п - показатель преломлени материала призмы. Призма обращена к источнику излучени меньшей гранью с полупрозрачным покрытием, а угол между оптической осью источника излучени и нормалью к этой меньшей грани равен острому углу Cf. При изменении разности хода в интерферометре происходит амплитудна модул ци светового потока, падающего на фотоэлектрический приемник, и по изменени м фототока суд т о перемещении одного из отражателей (в случае измерени линейного перемещени ) или об угловом положении объекта (при установке обоих уголковых ,отражателей на поворачивающемс объекте), 1 ил. (Л О Од к ФьThe invention relates to a measurement technique, in particular, to interferometers for measuring linear and angular movements of an object. The purpose of the invention is to simplify the design of the interferometer by simplifying the beam splitter unit and its location. The interferometer contains successive monochromatic radiation sources, a light-transmitting unit made in the form of a tetrahedral prism, optically coupled with it two corner reflectors and a photoelectric receiver. A translucent coating is applied on one smaller face of the prism, a mirror coating is applied on the other smaller face and one of the larger faces. The smaller faces of the prism are non-parallel, the angle between THEM is 0 1/2 tf-arcsinx (sincf / n), where If is the acute angle between the smaller edge with a translucent coating and the larger edge of the prism, and n is the refractive index of the prism material. The prism faces the radiation source with a smaller edge with a translucent coating, and the angle between the optical axis of the radiation source and the normal to this smaller face is equal to the acute angle Cf. When changing the path difference in the interferometer, the amplitude modulation of the light flux incident on the photoelectric receiver occurs, and by changes in the photocurrent, one of the reflectors is displaced (in the case of measuring linear displacement) or the angular position of the object (when both corner angles are set to turning object), 1 Il. (L o od k ff
Description
Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к интерферометрам дл измерени линейных и угловых перемещений объекта.The invention relates to a measurement technique, in particular, to interferometers for measuring linear and angular movements of an object.
Цель изобретени - упрощение кон- струкции интерферометра за счет упрощени светоделительного блока и его расположени .The purpose of the invention is to simplify the design of the interferometer by simplifying the beam splitter and its location.
На чертеже изображена принципиальна схема интерферометра дл измере- ни линейных и угловых перемещений объекта.The drawing shows a schematic diagram of an interferometer for measuring linear and angular displacements of an object.
Интерферометр содержит источник 1 монохроматического излучени , свето- делительньй блок, выполненный в виде четырехгранной призмы 2, оптически св занные с ним два уголковых отражател 3 и 4 и фотоэлектрический приемник 5. На одной меньшей грани 6 призмы 2 нанесено полупрозрачное покры- тие, на другой меньшей грани 7 и одной из больших граней 8 нанесено зеркальное покрытие. Меньшие грани 6 и 7 непараллельны, угол между ними равенThe interferometer contains a source of monochromatic radiation, a light-separation unit made in the form of a tetrahedral prism 2, two corner reflectors 3 and 4 optically connected with it, and a photoelectric receiver 5. On one smaller face 6 of the prism 2 a semitransparent coating is applied, on the other The smaller face 7 and one of the larger faces 8 are coated with a mirror coating. The smaller faces 6 and 7 are non-parallel, the angle between them is equal to
If , /згпЧ Л 6 2 arcsinl. {If, / zgpch L 6 2 arcsinl. {
где tf - острый угол между меньшейwhere tf is the acute angle between the smaller
гранью с полупрозрачным покрытием и большей гранью призмы;a face with a translucent coating and a larger prism edge;
И - показатель преломлени материала призмы.And - the refractive index of the material of the prism.
Призма 2 обращена к источнику 1 излучени меньшей гранью 6, а угол IP между оптической осью источника 14 излучени и нормалью к меньшей грани 6 равен острому углу ( между меньшей гранью 6 и большей гранью 8.The prism 2 faces the radiation source 1 with a smaller edge 6, and the angle IP between the optical axis of the radiation source 14 and the normal to the smaller edge 6 is equal to the acute angle (between the smaller edge 6 and the larger edge 8.
Интерферометр работает следующим образом.The interferometer works as follows.
Световой поток.от источника 1 монохроматического излучени , например Hg-Ng Лазера, делитс на два пучка светоделительной гранью 6 призмы 2. Один из образовавшихс пучков направл етс к отражателю 3, причем направление его распространени нормально отражающей большей грани 8 призмы 2 лишь в том случае, когда угол oi ра- вен углу о-; 3 (как углы со взаимно перпендикул рными сторонами) и oi, 1 odj а;, ср (1). .The luminous flux from the source 1 of monochromatic radiation, for example, the Hg-Ng Laser, is divided into two beams by the beam-splitting face 6 of the prism 2. One of the resulting beams is directed to the reflector 3, and its direction of propagation is normally reflecting the larger face 8 of the prism 2 only in that case when the angle oi is equal to the angle o-; 3 (as angles with mutually perpendicular sides) and oi, 1 odj a ;, cf (1). .
Второй пучок преломл етс светоделительной гранью 6 и проходит к отражающей меньшей грани 7 призмы, котора направл ет его к отражателю 4. Дл того, чтобы второй световойThe second beam is refracted by the beam-splitting face 6 and passes to the reflecting smaller face 7 of the prism, which directs it to the reflector 4. In order for the second light to
пучок встречалс с большей гранью 8, имеющей зеркальное покрытие, под пр мым углом, необходимо, чтобы выполн лось равенство сУ, с (углы со взаимно перпендикул рными сторонами ) . Так как угол ь, равен углу ос; то, следовательно, & Ввиду того, что оба световых пучка перпендикул рны большей грани 8, имеющей зеркальное покрытие, то выполн етс равенство ftig + oi, (3) (накрестлежащие углы) или 2 0 (с учетом формулы (2) . Так как odj of - (Х (4), причем ос. , , ,the beam met with a larger face 8 having a mirror coating, at a right angle, it is necessary that the equality SU, c (angles with mutually perpendicular sides) be fulfilled. Since the angle равен, is equal to the angle ω; then, & Since both light beams are perpendicular to the larger face 8 with a mirror coating, the equality ftig + oi, (3) (opposite angles) or 2 0 is true (taking into account formula (2). Since odj of - (X (4), and os.,,,
arcsin(---) (5), где П - показатель преломлени материала призмы, то из (1)-(5) получаем arcsin (---) (5), where P is the refractive index of the prism material, then from (1) - (5) we get
. ,31ПЫч-. „ . ,,. , 31PYCH-. “. ,,
с,+ arcsin(--j) 2,6j- (6)c, + arcsin (- j) 2,6j- (6)
При этом угол между меньшими гран ми 6 и 7 призмы 2 равенIn this case, the angle between the smaller faces 6 and 7 of the prism 2 is equal to
и, - and, -
. , S inoC.x оС, - arcsin(---V. , S inoC.x оС, - arcsin (--- V
1Г . xSinCffl ,, jUf-arcsin(---)J . (7)1G. xSinCffl ,, jUf-arcsin (---) J. (7)
Таким образом, при обеспечении равенства угла падени светового пучка на светоделительную грань 6 призмы острому углу ср между большей гранью 8 призмы 2 и ее меньшей гранью 6 и равенства угла между меньшими гран ми 6 и 7 призмы углу 0 из выражени (7) обеспечиваетс не только строга параллельность соответственных лучей, но и перпендикул рность последних отражающей большей грани 8, выполн ющей роль автоколлимазщонного зеркала.Thus, while ensuring the equality of the angle of incidence of the light beam on the beam-splitting face 6 of the prism with an acute angle cp between the larger edge 8 of the prism 2 and its smaller edge 6 and the equality of the angle between the smaller faces 6 and 7 of the prism with angle 0 from expression (7), it is not only the respective rays are strictly parallel, but also perpendicular to the latter, reflecting the larger face 8, which plays the role of an autocollimating mirror.
Таким образом, параллельные световые пучки, вьш1едшие из призмы 2, отражател ми 3 и 4 направл ютс к большей отражающей грани 8 призмы 2, отражаютс от нее, проход т отражатели 3 и 4 в обратном направлении и совмещаютс на светоделительной грани 6. Далее световой поток попадает на фотоэлектрический приемник 5. При изменении разности хода в интерферометре происходит амплитудна модул ци светового потока, падающего на фотоэлектрический приемник 5, и по изменени м фототока суд т о перемещении одного из отражателей 3 и 4 (в случае измерени линейного перемещени ) или об угловом положеНИИ объекта (при установке обоих уголковых отражателей 3 и 4 на поворачивающемс объекте) . Значение утла (f выбираетс из услови обеспечени прохождени в призме с данным соотношением размеров 2/L светового пучка данного диаметра с учетом отклонени при преломлении на светоделитель- ной грани- 6.Thus, parallel light beams emerging from prism 2, reflectors 3 and 4 are directed to a larger reflecting face 8 of prism 2, reflected from it, reflectors 3 and 4 pass in the opposite direction and are aligned on the beam-splitting face 6. Next, the luminous flux enters the photoelectric receiver 5. When the path difference changes in the interferometer, the amplitude modulation of the light flux incident on the photoelectric receiver 5 occurs and, by changing the photocurrent, one of the reflectors 3 and 4 is displaced (in the case of measuring movement) or on the angular position of the object (when installing both corner reflectors 3 and 4 on the rotating object). The fragile value (f is selected from the conditions for ensuring passage in a prism with a given aspect ratio of 2 / L of a light beam of a given diameter, taking into account the deflection at refraction at the beam-splitting face- 6.
ФормулаFormula
изобретениthe invention
Интерферометр дл измерени линейных и угловых перемещений объекта, содержащий последовательно расположенные источник монохроматического излучени , светоделительный блок, оптически св занные с ним два уголковых отражател и фотоэлектрический приемник, светоделительньй блок выполнен в виде четырехгранной призмы, на одну из меньпшх граней которой нанесено полупрозрачное покрытие.An interferometer for measuring the linear and angular displacements of an object, containing successively located sources of monochromatic radiation, a beam splitting unit, two corner reflectors optically connected to it, and a photoelectric receiver, the beam splitting unit is made in the form of a tetrahedral prism, one of which has a semi-transparent coating applied on one of its smaller edges.
10ten
а на другую меньшую грань и одну из больших граней, обращенную к угол- ковым отражател м, - зеркальное покрытие , отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции, призма вьшолнена с непараллельными меньшими гран ми, угол между ними равен:and on the other smaller face and one of the big faces facing the corner reflectors there is a mirror coating, characterized in that, in order to simplify the design, the prism is filled with non-parallel smaller faces, the angle between them is:
„If . xsinffvl 0 5 M -arcsLn()J ,„If. xsinffvl 0 5 M -arcsLn () J,
где Cf - острый угол между меньшейwhere Cf is the acute angle between the smaller
гранью с полупрозрачным покрытием и большей гранью 15 призмы;a face with a translucent coating and a larger face 15 of the prism;
п - показатель преломпени ма- териала призмы, 1 призма установлена так, что ее меньша грань с полупрозрачным покрытием 20 обращена к источнику излучени , а угол межлУ нормалью к этой грани и оптической осью источника излучени равен углу (f.n is the index of the prism material, 1 is installed so that its smaller face with a translucent coating 20 faces the radiation source, and the angle between the normal to this face and the optical axis of the radiation source is equal to the angle (f.
Составитель Л.Лобзова Редактор Н.Горват Техред Л.Олейник Корректор М.Самборска Compiled by L.Lobzova Editor N.Gorvat Tekhred L.Oleinik Proofreader M.Samborska
Заказ 5214/36 Тираж 670ПодписноеOrder 5214/36 Edition 670 Subscription
ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853845531A SU1260674A1 (en) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | Interferometer for measuring linear and angular displacements of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853845531A SU1260674A1 (en) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | Interferometer for measuring linear and angular displacements of object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1260674A1 true SU1260674A1 (en) | 1986-09-30 |
Family
ID=21159218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853845531A SU1260674A1 (en) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | Interferometer for measuring linear and angular displacements of object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1260674A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2477451C1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУВПО "СГГА") | Multibeam interferometer |
-
1985
- 1985-01-23 SU SU853845531A patent/SU1260674A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
мторское свидетельство СССР № 1106984, кл. G 01 В 9/02, 1983. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2477451C1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУВПО "СГГА") | Multibeam interferometer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0285715A (en) | Encoder | |
JP2000249513A (en) | Beam splitter structure group and interferometer with it | |
US4676643A (en) | Ring laser gyro readout assembly simplification with adjustment capability | |
US4027976A (en) | Optical interferometer | |
SU1260674A1 (en) | Interferometer for measuring linear and angular displacements of object | |
CN101308013B (en) | Position measuring device | |
SU1168800A1 (en) | Two-step interferometer | |
SU1359670A1 (en) | Optronic device for measuring angular deviations of object | |
SU1536194A1 (en) | Interferometer | |
SU1506269A1 (en) | Interferometer for measuring angular and linear position of object | |
SU1099097A1 (en) | Scanning interferometer | |
SU1587330A1 (en) | Interference device for measuring angles of slope of object | |
SU1106984A2 (en) | Interferometer | |
SU1578457A1 (en) | Interferometer for measuring linear displacements | |
SU947636A1 (en) | Interferometer for measuring displacement | |
SU1416861A1 (en) | Interferometer for measuring linear displacements of objects | |
US5377010A (en) | Air path beam combining optics for a ring laser | |
SU1245878A1 (en) | Interference protractor | |
JPH10132507A (en) | Interferometer | |
SU996862A1 (en) | Mirror-type multiplier | |
SU1401269A1 (en) | Optronic device for measuring angular displacements of object | |
SU1578458A1 (en) | Interferometer for measuring linear displacements | |
SU1411577A1 (en) | Interferrometric device for measuring angular displacements of object | |
SU1703970A1 (en) | Lateral shift tester | |
SU1712780A1 (en) | Device for centering object |