SU1388721A1 - Способ измерени фазового сдвига световых волн - Google Patents
Способ измерени фазового сдвига световых волн Download PDFInfo
- Publication number
- SU1388721A1 SU1388721A1 SU864083460A SU4083460A SU1388721A1 SU 1388721 A1 SU1388721 A1 SU 1388721A1 SU 864083460 A SU864083460 A SU 864083460A SU 4083460 A SU4083460 A SU 4083460A SU 1388721 A1 SU1388721 A1 SU 1388721A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- measuring
- light waves
- periodic structure
- light fluxes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени повышение точности и разрешающей способности измерений. Сущность способа заключаетс в том, что электрический измерительный сигнал с выхода фотопреобразовател направл ют на питание излучател светомодул тора, создава положительную обратную св зь в акус- тооптическом тракте обработки измерительной информации, котора преобразует фазовый сдвиг световых волн на входе в частотный сдвиг выходного электрического измерительного сигнала , по величине которого суд т о фазовом сдвиге световых волн. 1 ил.
Description
&0
эо
X)
113
Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к лазерной интерферометрии, и может быть использовано дл измерений перемещений объектов.
Цель изобретени - повышение точности и разрешающей способности измерений путем измерени в качестве информативного параметра, частоты пери- одической структуры.
На чертеже изображена функциональна схема устройства, реализующего способ.
Устройство, реализующее способ, содержит оптически св занные лазер 1 интерферометр Майкельсона, включающий светоделитель 2, измерительный 3 и опорный 4 уголковые отражатели, двойной оптический клапан 5, распо- ложенный в опорном канале интерферометра , модул тор 6 (например, акусто-оптическую чейку), щелевую диафрагму 7 и фотопреобразователь 8, излучатель 9 ультразвуковой волны, последовательно соединенные резонансный усилитель 10 и коммутатор 11, генератор 12 гармонических колебаний.
Выход генератора 12 гармонических колебаний подключен ко второму входу коммутатора 11. Выход фотопреобразовател 8 подключен ко входу резонансного усилител 10.
Способ осуществл ют следующим образом .
Излучение лазера 1, направл емое на светоделитель 2 интерферометра Майкельсона, делитс на два световых пучка соответственно измерительного и опорного каналов. Отраженные от измерительного 3 и опорного 4 уголковых- отражателей световые волны EJ, и Ед„ пространственно совмещаютс на светоделителе 2 под углом об , задаваемым двойным оптическим клином 5 опорной световой волне и направл ютс на модул тор 6, в котором излучателем 9 создана ультразвукова волна. В результате дифракции световых волн на ультразвуковой волне, щелевой диафрагмой 7 отфильтровывают на фотопреобразователь 8 пространственно совмещенные пор дки дифракционного спектра: нулевой пор док дифракции измерительной световой волны Е„(д и любой из первых пор дков дифракции опорной световой волны ЕОП(О ческое гетеродинирование на плоскости фотоприема двух разночастотных из
Я Е
лучений приводит к по влению на выходе фотопреобразовател 8 электрического измерительного сигнала U..,,
В 01 А
на частоте, равной разности взаимодействующих оптических частот, который поступает на резонансный усилитель 10 и далее на выход измерительного преобразовател , а также по каналу положительной обратной св зи через коммутатор 11 на возбуждение излучател 9. Генератор 12 гармонических колебаний на частоте f и
д
коммутатор 11 служат дл организации канала положительной обратной св зи. Световые волны Е, и Е о„ на выходе из периодической движущейс структуры , отфильтрованные на плоскость фотоприема , описываютс формулами
f . -i 2 ir(;). x.v. Е„1„(а)е ; (1)
Е
on(0
Е
()-i.ta.Ub.2)
Я Е
и(о)
и Е
on (О
o(q)
И I
1(0.)
.
соответственно нулевой пор док дифракции измери- тельной и первый пор док дифракции опорной световых волн;
функции Бессел первого рода нулевого и первого пор дков ;
частота световых волн;
частота периодической структуры; фаза измерительной и опорной световых волн;
амплитуда фазовой модул ции света на периодической структуре.
fu ч Ч-с
а
В результате оптического гетеро- динировани , описываемого формулами (1) и (2), на выходе фотопреобразовател 8 возникает электрический измерительный сигнал на частоте, равной разности частот взаимодействующих оптических компонент:
и.
BblV
и. sin2 ir(
+ Cf,), (3)
где Ug - амплитудное значение напр жени выходного сигнала;
Cf - фаза электрического сигнала равна разности фаз оптических компонент.
Электрический сигнал, определ емый формулой (3), по каналу положительной обратной св зи поступает на возбуждение излучател 9 и образует замкнутый контур преобразовани измерительной информации в виде накопител (сумма- тора) доплеровского сдвига частоты. При этом нулевой пор док дифракции измерительной световой волны вл сь независимым от частоты периодической структуры, служит кана- лом ввода информации в измерительную систему, а частотнозависимьй первый пор док дифракции опорной световой волны Е. . выполн ет роль оптического гетеродина при фотосмешении све- товых излучений.
Наличие канала положительной обратной св зи с выхода фотопреобразовател 8 на возбуждение излучател 9 при изменении выходного электричес- кого сигнала, определ емого по формуле (3), приводит к изменению частоты периодической движущейс структуры, котора , облада конечной скоростью V pраспространени , достигает коор- динаты Y взаимодействи со световыми волнами Е и Е через врем Л С . Наличие канала положительной обратной св зи в структуре измерительной системы дает возможность автоматического управлени частотой оптического гетеродина Egj,, посредством управлени частотой периодической структуры и тем самьп осуществл ет операцию суммировани , возникающего в световой измерительной волне доплеровского сдвига частоты с дискретностью времени задержки, равной дсГ , характеризующей процесс распространени периодической структуры от излучател до координаты Уд взаимодействи со световыми волнами.
Таким образом, электрический измерительный сигнал в конце измерени
описываетс выражением
-tu
75
UpSin2 Tr
fco- И
x(t-mi E-) t+cp, UoSin2 Trr f + + f CuCfjJt +(f,},
где n- число дискрет, сумвани ;
с 5 0
5 О 0
35
0
5
t - врем измерени , равное времени воздействи доплеровского сдвига частоты;
Af(t) - доплеровский сдвиг частоты измерительной световой волны.
Суммарный частотный сдвиг f. (лд..) п .
(t - mu c) в выражении (4) вhl O
л етс дискретным аналогом интеграла и характеризует линейность переноса информации из фазового в частотный спектр электрического измерительного сигнала, причем врем лС задержки определ ет масштабность преобразовани фазового сдвига световых волн в пропорциональное изменение частоты выходного сигнала и может регулироватьс изменением координаты взаимодействи периодической структуры со световыми волнами, функци изменени частоты апроксимирует функцию изменени фазыь(с), перенос численное значение фазового сдвига световых волн в частотный спектр выходного электрического измерительного сигнала.
Таким образом, предлагаемый способ измерени фазового сдвига световых волн, основанный на организации положительной обратной св зи по фазе с выхода фотопреобразовател на вход излучател (в отличие от известных) преобразует измер емый фазовый сдвиг световых волн в пропорциональное изменение частоты электрического сигнала и обеспечивает повьшение точности и разрешающей способности интерференционных измерений за счет повьппе- ни точности измерени информативного параметра - частоты, применение в качестве цифровых отсчетных устройств стандартных электронных приборов, например частотомеров, серийно выпускаемых отечественной промьшленностью, что устран ет расходы на разработку и производство специальных блоков индикации , а следовательно дает экономию в народном хоз йстве, а также оптимизирует процесс дальнейшей обработки измерительной информации с применением микропроцессорной техники .
Claims (1)
- Формула изобретениСпособ измерени фазового сдвига световых волн, заключающийс в том, что формируют движущуюс с посто н5138872ной скоростью периодическую структуру , направл ют на нее монохроматические когерентные световые потоки опорного и измерительного каналов интерферометра так, что они пересекаютс в плоскости периодической структуры под углом, обеспечивающим пространственное совмещение пор дков дифракции световых потоков опорного и измери- о тельного каналов интерферометра, разность оптических частот которых равна частоте периодической структуры, регистрируют результат интерференции двух дифрагированных световых пото-ков опорного и измерительного каналов интерферометра, преобразуют его в электрический сигнал, определ ют разность фаз интерферирующих световых потоков, отличающийс тем, что, с целью повышени -точности и разрешающей способности измерений, измен ют частоту возбуждени движущейс периодической структуры путем воздействи на ее формирование выходным электрическим сигналом, а разность фаз интерферирующих световых потоков определ ют по изменению частоты выходного электрического сигнала.Л1,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864083460A SU1388721A1 (ru) | 1986-05-11 | 1986-05-11 | Способ измерени фазового сдвига световых волн |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864083460A SU1388721A1 (ru) | 1986-05-11 | 1986-05-11 | Способ измерени фазового сдвига световых волн |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1388721A1 true SU1388721A1 (ru) | 1988-04-15 |
Family
ID=21243628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864083460A SU1388721A1 (ru) | 1986-05-11 | 1986-05-11 | Способ измерени фазового сдвига световых волн |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1388721A1 (ru) |
-
1986
- 1986-05-11 SU SU864083460A patent/SU1388721A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 572646, кл. G 01 В 11/30, 1975. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0640846B1 (en) | Optical measuring apparatus | |
KR900002117B1 (ko) | 레이저 광선을 이용한 거리측정방법과 장치 | |
US4759628A (en) | Wavelength scanning interferometry and interferometer employing laser diode | |
CN112083401B (zh) | 一种调频连续波激光雷达非线性校正装置及方法 | |
SU1388721A1 (ru) | Способ измерени фазового сдвига световых волн | |
JPH06186337A (ja) | レーザ測距装置 | |
CN208671919U (zh) | 一种光纤位移传感探头及光纤位移传感系统 | |
SU1245884A1 (ru) | Устройство дл измерени геометрических параметров | |
JP2929387B2 (ja) | 光波距離計 | |
JPH0749922B2 (ja) | 光計測装置 | |
SU1179103A1 (ru) | Интерферометр дл измерени рассто ний | |
SU1142731A1 (ru) | Измерительна система с трехзеркальным лазер-интерферометром | |
JPS5866881A (ja) | 光波測量機 | |
CN108709506A (zh) | 一种光纤位移传感探头及光纤位移传感系统 | |
JP2655647B2 (ja) | 光集積回路型干渉計 | |
SU1404812A1 (ru) | Способ измерени отрезков рассто ний | |
RU2097710C1 (ru) | Способ исследования колебаний | |
SU890068A1 (ru) | Устройство дл измерени амплитуды периодической разности хода лучей винтерферометрах | |
SU896392A1 (ru) | Система регистрации перемещений в оптико-электронных измерительных устройствах с интерференционной модул цией | |
JP2568561B2 (ja) | 光干渉計 | |
SU834396A1 (ru) | Светодальномер | |
SU1413422A1 (ru) | Акустооптическое устройство дл измерени перемещений | |
SU938660A1 (ru) | Устройство дл дистанционного измерени рассто ний | |
Urakseev et al. | Microcontroller Information-Measuring Systems of Control of Movements with Acoustooptical Transducers in Bragg Mode | |
RU2086917C1 (ru) | Устройство для измерения отклонений от прямолинейности |