SU1439389A1

SU1439389A1 - Интерферометр типа Майкельсона дл измерени перемещений

Info

Publication number: SU1439389A1
Application number: SU874249559A
Authority: SU
Inventors: Альгирдас Альбинович Жиленис; Сильвинас Витович Сакалаускас; Федор Васильевич Бункин; Эвальдас Казиович Малдутис; Абрам Самуилович Магаршак; Йонас Адомович Гульбинас; Станисловас Казиович Балицкас
Original assignee: Институт Физики Ан Литсср; Институт Общей Физики Ан Ссср; Наманганский Государственный Педагогический Институт Им.Хамзы
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1988-11-23

Abstract

И:эобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений. Целью изобретени вл етс повьшение надежнбсти измерений и достигаетс путем получени обеих интерференционных картин равной интенсивности и повышени контрастности интерферен- ционньк полос. Интерферометр снабжен отражателем 3 опорного плеча, выполненным в виде пр моугольной призмы с показателем преломлени и на длшсе волны лазера, ослабителем 5 луча, при этом показатель преломлени и пропускани Т ослабител 5 и ориентаци пол ризующего элемента 1 завис т от показателей отражени Rj и RpCBe- тоделител 2 дл луча с плоскостью § пол ризации, перпендикул рной и параллельной плоскости падени луча на светоделитель соответственно. I ил. (Л

Description

4 СО СО

со

00 СО

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано , дл измерени перемещений.

Цель изобретени - повышение надежности измерени путем получени обеих интерференционных картин равно интенсивности и повьшени контрастности интерференционных полос.

На чертеже дана принципиальна схема интерферометра.

Интерферометр содержит лазер 1, снабженный пол ризующим элементом (не обозначен), светоделитель 2, образующий опорное и измерительное пле чо, отражатель 3 опорного плеча, выполненный в виде пр моугольной призмы с показателем преломлени

П , Ctg J

li

2 cos

по длине волны лазера, уголковый отражатель 4, установленный в измерительном плече и ориентированньй таким образом, чтобы пол ризаци луча после отражени была линейной, ослабитель 5 луча, установленный между светоделителем и уголковым отражателем , пол ризованный .расщепитель 6, установленный на выходе интерферометра , и фотоэлектрическую систему 7 регистрации.

Интерферометр работает следующим .образом.

Вввод т координатную систему, св занную с плоскостью падени луча лазера 1 на светоделитель 2. Пусть S - ось,.перпендикул рна , а Р - ось параллельна плоскости падени луча. Светоделитель 2 имеет показатели отражени Rj и RP дл лучей с,плоско-, стью пол ризации вдоль осей S и Р соответственно .

Ход луча в опорном плече интерферометра следующий. Луч лазера 1 падает на светоделитель 2, отразившись от которого проходит пр моугольную призму 3 и светоделительную.пластину 2.-

Интенсивность компонент луча с пол ризацией вдоль S- и Р-осей после прохождени опорного плеча равны

г СП

о - Rg)

Sin

(О./

-00

(1 - Rp) cos - uf,

(2)

где IP - интенсивность луча лазера

на входе интерферометра; d угол между плоскостью пол ризации луча лазера 1 и осью Р..

После прохождени пр моугольной призмы 3 между компонентами луча с пол ризацией вдоль S- и Р-осей по вл етс разность фаз

arctgl

cos

e -i/n

(3)

где 0 - угол падени луча на отражающие поверхности пр моугольной призмы и.равен

L 4

п показатель преломлени мате- i пр моугольной призмы. На выходе интерферометра, после прохождени опорного плеча, получают циркул рно пол ризованный луч, если удовлетвор ютс услови

J -l . 2

(4)

, оп

, Т

оп

(5)

После подстановки (4) в (3) и (1), (2) в (5) получают услови дл показател преломлени и материала пр моугольной призмы

Ctg

{

(6)

и 1

COS 4

и угла с между оптической осью пол ризующего элемента лазера и плоскостью падени луча на светоделитель

t/ arctg

Rp (1.- Rp) RS (1 - RS)

(7)

Интенсивность циркул рно пол ризованного луча из (1), (2), (7) равна

00

т 2 RsRp (l-R5)(l-Rp) ° Rp(l-Rp)+Rs(l-Rs)

(8)

Ход луч;ей в измерительном плече интерферометра следующий.

После прохождени светоделител 2

Ml

|

интенсивность коьтонент луча равныI2 I g . Т;

.10(16)

Is TO (1 - RS .т l . ТP P

(9)P . P

; , . 2Компоненты интенсивности луча, отf о р/ оз « разившегос от ветоделител 2, т.е.

прошё ;шие все измерительное плечо

Плоскость пол ризации луча теперь интерферометра равны составл ет угол j- с осью Р, т.е.

S S 5

(10)20(17)

1Г 1р рПодставл значени (7) и (9) в Интенсивность луча после прохожде- выражение (10), получают. „ измерительного плеча равна

у arctg (П) .J.W3M jH3M (jg

SS Р

Интенсивность луча после прохожде- После подстановки (1А) - (17) в ни светоделител 2 равна . 30 (18) получают

+ l, (12) l I lVssin (3-+ If) +

+ Rp cos ). ( 9)

После подстановки (9) в (12) полу-

чают,35 Плоскость пол ризации I составл ет угол м с осью Р

t (Rs+Rp)(l-Rp)(l-Rs) /,,ч.. flTlM

RpO-VW -Rs),, arctg- ll- (20)

U U3M

40lip

Пройд ослабитель 5, интенсивность

луча равна после подстановки (17) (16) (15)

в (20) получают

l I -Т , (14),

fes .

где Т - пропускание ослабител . I VRp

Далее луч падает на уголковый от- 1 г-- ражатель 4. Уголковый отражатель 4 1 - J- tg у

ориентируют так, чтобы пол ризаци i s

излучени после отражени была линей- 50

ной.Таким образом, на выходе интерферометра интерферирует циркул рно.поПосле отражени от уголкового от- ; л ризованный пучок от опорного плеча ражател 4 интенсивности компонент с линейно пол ризованным пучком от луча равны gg измерительного плеча. После прохожII . дени пол ризационного расщепител 6

Is l sin ( 7 Ч ) получают две интерференционные картит т j/iNнь1, сдвинутые по фазе на тг .

IP I cos ( If)) ,2

Ml

|

2 I g

51439389

Максимальна контрастность интерференционных картин близка единице и равенство их интенсивностей достигаетс при выполнении условий

(1 дл

(22)

rp

4 RsRp

.(1Ц4-Кр)(Кр-Кд). cos 2 (arctg TJ| + Ч )

Условие дл ориентации оптической 15 оси пол ризационного расщепител рав-. но

/1 -г + arctg J +

.(25) 20

Li Й S-.

Claims

Формула изобретени

Интерферометр типа Майкельеона дл измерени перемещений, содержащий лазер с пол ризующим элементом на выходе, элемент дл сдвига фаз, расположенный в опорном плече интерферометра , отражатель измерительного плеча выполнен в виде уголкового отражател , пол ризационный расщепитель установленный на выходе интерферомет ра, и фотоэлектрическую систему ре- .гистрации интерферограмм, о т л и - .чающийс тем, что, с целью повышени надежности измерений, по- л ризующий элемент в лазере установлен так, что его оптическа ось составл ет с плоскостью падени луча на светоделитель угол d , определ емый из выражени

Т

RsRp

Tf

(R5+Rp)Rs+RpH-(Rp-R)cos 2 (arctg | + IF )

Л /

(23)

Отсюда при подстановке (8), (19), (11), (13) в (22) получают условие дл пропускани Т ослабител 5

4 RsRp

о/ anctg

RP (1 - Rp) R Л1 - RS)

де

и R p

соответственно показатели отражени светоделител дл луча с плоскостью пол ризации, перпендикул рной и параллельной плоскости падени луча на светоделитель ,

элемент дл сдвига фазы совмещен с отражателем опорного плеча, выполнен ным в виде пр моугольной призмы из материала с показателем преломлени п, равным

ctg

м

ll

COS -д - 1 ,

35

40

на рабочей длине волны лазера, и ориентирован так, что пол ризаци луча после отражени от него линейна, а интерферометр снабжен установленным между светоделителем и уголковым отражателем ослабителем луча с пропусканием TS определ емым из выражени

f

RsRpl i

Tf

)cos 2 (arctg | + IF )