SU1441188A1 - Гетеродинный интерференционный способ измерени перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  прецизионнь:х измерений угловых и линейных перемещений объектов . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет одновременного определени  угловых и линейных перемещений объекта. Дл  этого используют  вление трехлучевой интерференции световых пучков с различными оптическими частотами. Способ заключаетс  в формировании двух свет товых пучков сигнального и опорного, делении опорного пучка по амплитуде, совмещении части опорного пучка с сигнальным и направлении этого смешанного пучка на объект, .затем совмещают сигнальный пучок, отраженный от объекта, с опорным. Интенсивность излучени  на выходе интерферометра .будет зависеть как от осевой разности хода лучей, так и от угла между интерферирующими пучками. Измер ют амплитуду в интерференционной картине и по ее величине суд т об угловых и линейных смещени х объекта. 1 ил. i (Л

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  прецизионных измерений угловых и линейных перемещений объек- тов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем одновременного измерени  угловых и линейных перемещений.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит лазер 1, акус- тооптическую  чейку 2, высокочастотные генераторы 3, 4, полупрозрачные зеркала 5-7, ослабитель В, зеркало 9, фотоприемник 10.

Способ осуществл етс  следующим образом.

Излучение от лазера 1 направл ют на акустооптическую  чейку 2, в которой с помощью двух высокочастотных генераторов 3, 4 создаетс  система двух бегущих волн с различными частотами . В результате дифракции Рама- на-Ната в одном из пор дков дифракции из акустооптической  чейки выход т два пространственно разделенных пучка,, оптические частоты которых сдвинуты относительно друг друга. Один из этих пучков (сигнальный) после отражени  от полупрозрачного зеркала 5 направл ют на зеркальную поверхность исследуемого объекта 11. С помощью системы полупрозрачных зеркал 5, 6 и ослабител  8 к этому пучку добавл ют излучение другой частоты, тем самым снимаетс  ограничение, св занное с конечной расходимостью пучков различных частот, и увеличиваетс  рабоча  зона измерений. Второй (опорный ) световой пучок с помощью зеркала 9 и полупрозрачного зеркала 7 сводитс  с сигнальным пучком, отраженным от исследуемого объекта 11. Резуль- тат интерференции сведенных пучков регистрируетс  с помощью фотоприемника 10.

Результирующий сигнал в плоскости фотоприемника 10 представл ет собой результат интерференции трех световых пучков, оптические частоты двух из которых совпадают и отличаютс  на заданную частоту л от оптической частоты третьей. Переменна  составл юща  на частоте л результата интерференции в произвольной точке плоскости фотоприемника IО зависит от разности

О - д з

0

5

хода между опорным и сигнальным пучками следующим образом:

(л t+(r)+cos(Jlt+) , (1) где Sg - константа, пропорциональна  произведению амплитуд опорного и сигнального пучков; t - врем ;

2. - отношение амплитуд дополнительного излучени  .и излучени  основной частоты в сигнальном пучке; (f- разность хода между опорным

и сигнальным пучками; посто нна  разность фаз,

определ ема  геометрией оптической системы. Сигнал с фотоприемника 10 представл ет собой проинтегрированньм по поверхности фотоприемника 10 результат интереренции (1). Вид этого сигнала определ етс  формой освещенной светочувствительной площадки фотоприемника . Дл  круглой светочувствительной площадки радиуса R амплитуда переменной составл ющей сигнала фотоприемника 10 с частотой Si- в приближении малых 2 (S i il) представл етс  в виде:

,( + Z cos/), (2)

где Ад - некотора  посто нна , котора  определ етс  параметрами электронной регистрирующей схемы;

1| - функци  Бессел  первого пор дка; - угол наклона между опорным

и сигнальным пучками. Согласно выражению (2) линейные смещени  объекта 11 привод т к косинусной модул ции амплитуды выдел емого сигнала, а поворот поверхности объекта 11 измен ет средний уровень выдел емой амплитуды.

Таким образом, амплитуда регистрируемого на разностной частоте результата интерференции позвол ет судить одновременно об угловых и о линейных перемещени х объекта 11,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Гетеродинный интерференционньй способ измерени  перемещений, заключающийс  в том, что формируют два световых пучка - сигналы{ый и опорный с различными оптическими частотами , направл ют сигнальный пучок на.

   объект, совмещают опорный пучок и сигнальный пучок, отраженный от объ.- екта, регистрируют интерференционную картину на разностной частоте и определ ют величину перемещени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем одновременного измерени 

   угловых, и линейных перемещений, дел т опорный пучок по амплитуде, совмещают часть опорного пучка с сигнальным до его направлени  на объект, а в зарегистрированной интерференционной картине измер ют амплитуду и по ее . величине суд т о линейных и угловых перемещени х объекта.