SU1265617A1 - Волоконный голографический зонд - Google Patents

Abstract

ЬВОЛОКОННЬЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ ЗОНД, с о держащий последовательно расположенные и оптически согласованные источник когерентного излучени , световод , модул тор и фазирующую голограмму , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности измерений параметров углового движени , модул тор выполнен в виде фазовой осесимметричной дифракционной решетки , периодической по азимуту в плоскости , перпендикул рной оси световода , при этом ось световода проходит через центр симметрии модул тора. 2. Зонд по п.- 1 , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что йодул тор выполнен с фазовым пропусканием, удовлетвор ющим соотношению (-(Ч-) г expjf I Sigh (cos QTTJv) «Circ(pJRjj , i, (Л где f, ф - пол рные координаты; R - апертура модул тора; ) - пространственна  частота модул тора. О // Is: о сд Од

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при проведении измерений в труднодоступных местах в составе дат чиков угла поворота, измерителей угловой скорости и т.п. в машиностроении , метрологии и гидротехнике. Цель изобретени  - повьшение точности измерений параметров углового движени . На фиг. 1 приведена схема волоконного голографического зонда; на фиг. 2 - пространственный модул тор; на фиг. 3 - схема волоконного измери тел  угловой скорости. Волоконньш голографический зонд (фиг. 1) содержит последовательно расположенные и оптически согласован ные источник 1 когерентного излучени , согласующий обьектив 2, волокон ный световод 3. Последний может быть выбран дл  удобства эксплуатации мно гомодовым, Свободньш конец световода 3 жестко св зан с последовательно расположенным модул тором 4 (фиг. 2) и голограммой 5, записанной при экспозиции модул тора 4. Линейную апертуру модул тора 4 целесообразно выбирать превьшающей сечение пучка излучени  световода 3. В первом дифракционном максимуме голограммы 5 помещен объектив 6. Волоконный измеритель, измер ющий угловую скорость объекта 7, например вала двигател  (фиг. 3) кроме волоконного голографического зонда содержит объектив 8, сопр гающий область измерени  и торец приемного во локонного световода 9. Свободный конец световода 9 св зан с фотодетекто ром 10, который в свою очередь подключен к частотомеру или анализатору 11 спектра. Волоконный голографический зонд в составе измерител  угловой скорости работает следующим образом. Излучение источника 1 с помощью объектива 2 возбуждает световод 3. После световода 3 в световой пучок падает на модул тор 4, коэффициент пропускани  которого задан соотношением t (г,Ч ) circ ( )j а ехр ( i 2П ki)) , где г - радиус объекта или пол ; R - радиус линейной апертуры модул тора; ) - пространственна  частота вдоль азимута; а - коэффициенты разложени , определ ющие конкретный фазовьш рельеф. Промодулированньш пучок падает а голограмму 5, на которой предваительно записан угловой спектр проодулированного светового пучка. сли и (f. Ч) - поле световода 3 на тадии записи голограммы 5, а U (5 ч) поле световода 3 на стаии восстановлени  (работа зонда в татном режиме), то поле в фокальной плоскости линзы 6, помещенной первый дифракционный пор док голограммы 5, можно представить в виде: W (р, Ч) (и ® и) (t @ t),(2) где р , Ч пол рные координаты; ® - операци  пространственной коррел ции. С учетом общего вида функции пропускани  (1) автокоррел ционна  функци  (t @ t) имеет вид ( t @ t) - Ц (2ТТ 1)рч), (3) где р- коэффициент, определ ющий масштабное преобразование. Как видно из (2), зондирующее поле имеет периодическую по азимуту составл ющую (3), пригодную дл  измерени  угловых характеристик движени . В частном случае, когда рельеф модул тора имеет вид t (ч) ехр |i у-sign (cos 2ТТА)ч) circ р (Rj(4) поле в области измерени  имеет вид спиц, как это показано на фиг. 3. W (р, М)- Л (211)4)- ( и,),(5) где Л (Z) - треугольна  I 1 Z функци  , 11 Z. При измерении угловой скорости сформированное поле совмещаетс  с вращающимс  объектом 7 и рассе н

Claims (2)

1.ВОЛОКОННЫЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ ЗОНД, содержащий последовательно расположенные и оптически согласованные источник когерентного излучения, све товод, модулятор и фазирующую голограмму, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений параметров углового движения, модулятор выполнен в виде фазовой осесимметричной дифракционной решетки, периодической по азимуту в плоскости, перпендикулярной оси световода, при этом ось световода проходит через центр симметрии модулятора.

2. Зонд по п.· 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что модулятор выполнен с фазовым пропусканием, удовлетворяющим соотношению Т(S’) - exp Sign (cos 2ТГJ ψ) х Cine ( f | R_o где p, ψ - полярные координаты;

R - апертура модулятора; О - пространственная часто модулятора.