SU1506269A1 - Интерферометр дл измерени углового и линейного положени объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, , в частности, к устройствам дл  измерени  угловых и линейных перемещений. Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем снижени  требований к точности перемещени  подвижного звена. Интерферометр построен по двухлучевой схеме, в обоих плечах которой устанавливают уголковые отражатели 3 и 4, предназначенные дл  установки на объект. Дл  повышени  чувствительности измерени  в ветви интерферометра ввод т отражатели 5 и 6 и автоколлимационные зеркала 7 и 8. Отражатели 5 и 6 устанавливают напротив отражателей 3 и 4 так, что обеспечиваетс  многократное прохождение светового пучка. Автоколлимационные зеркала 7 и 8 возвращают световой поток в обратном направлении и обеспечивают наложение интерферирующих лучей. Изменение чувствительности измерени  производ т смещением отражателей 5 и 6, светоделител  2 и фотоприемника 9 вдоль оптической оси источника 1 монохроматического излучени , образующих подвижное звено. 1 ил.

Description

315

Изобретение относитс  к-измерительной технике, а именно к интерференционным измерител м линейных и угловых перемещений объекта.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем снижени  требований к точности перемещени  подвижного звена.

На чертеже изображена принципи- альна  схема интерферометра дл  измерени  углового и линейного положени  объекта.

Интерферометр содержит последовательно расположенные источник 1 мо- нохроматического излучени , например He-Ne лазер и светоделитель 2, первый и второй двугранные 90г-гра- дусные отражатели 3 и А, предназначенные дл  установки на объект (не показан), третий и четвертый отражатели 5 и 6, оптически св занные с отражател ми 3 и 4 и расположенные напротив них таким образом, что вершины первого и второго отражателей 3 и 4 смещены вдоль оптической оси монохроматического излучени  на величину cf, два неподвижных автоколлимационных зеркала 7 и 8 и -фотоприем- ник 9.

Светоделитель 2, третий и четвертый отражатели 5 и 6 и фотоприемник установлены с возможностью перемещени  вдоль оптической оси источника монохроматического излучени  и обра- зуют подвижное звено.

Одна из отражающих поверхностей третьего отражател  5 находитс  в одной плоскости со светоделительной поверхностью светоделител  2.

Интерферометр работает следующим образом.

Излучение от источника 1 монохроматического излучени  делитс  на дв пучка светоделительной поверхностью светоделител  2. Один из образовав- щихс  пучков, отраженный от светоделительной поверхности, светоделител  2 направл етс  к отражателю 3

(луч ). Пройд  отражатель 3, световой пучок направл етс  к отражателю 5 (луч II). Далее световой поток, попеременно отража сь отражател ми 3 и 5 , продолжает распростран ть- с  в первоначальном направлении (лучи III, IV.V.VI) до тех пор, пока вышедший из отражател  3 луч (луч VI) не попадает на автоколлимационное

0

5

0

д

0

с

Зеркало 7. Отраженный зеркалом 7 световой поток распростран  етс  в обратном направлении, возвраща сь к светоделителю 2.

Второй луч, образованный светоделителем 2, проходит к отражател м 4 и 6. В этой паре отражателей 4 и 6 обеспечиваетс  распространение светового потока, аналогичное распространению в паре отражателей 3 и 5. В светоделителе 2 происходит нало- жение интерференционных, лучей. Результирующий световой поток попадает на светочувствительную площадку фотоприемника 9, вызыва  изменени  фототока. По изменени м фототока осуществл етс  измерение разности оптической длины плечей интерферометра. В том случае, когда отражатели 3 и 4 св заны с объектом и поворачиваютс  совместно с ним вокруг оси, наход щейс  на пр мой, соедин ющей вершины отражателей 3 и 4 на равном рассто нии от них, указанна  разность хода характеризует синус угла поворота объекта.

. А в случае, когда лишь один отражатель 3 или 4 св зан с объектом и перемещаетс  вместе с ним, а все остальные отражатели остаютс  неподвижными , по измеренной разности хода суд т о линейном перемещении объекта.

Чувствительность измерений в интерферометре определ етс  числом прохождени  светового пучка в парах опти- чески св занных отражателей 3 и 5, 4 и 6. Последнее зависит, при неизменных габаритах этих отражателей, от величины сГ смещени  их вершин. Учитыва , что интервал между соседними лучами равен 2 сГ , рассто ние 1 от биссектрисы 90-градусного угла отражател  (3 или 4) до светового пучка с пор дковым номером п, падающего на автоколлимационное зеркало 7, или 8, можно выразить следующим образом

1 (п-1) сГ- X.

Из этого выражени  следует, что увеличение cf приводит к смещению влево луча с пор дковым номером п и замене его лучом с меньшим пор дковым номером (при неизменном положении автоколлимационного зеркала) .

Габариты отражателей расчитываютс  из услови  обеспечени  максимального числа прохождений (т.е. минимальной требуемой чувствительности), из этого услови  определ етс  положение автоколлимационных зеркал и производитс  обща  юстировка оптической схемы интерферометра.

, Перестройка интерферометра осуществл етс  смещением отражателей 5 и 6 совместно с фотоприемником 9 и светоделителем 2 на расчетную вели- чину с обеспечением нового значени  ( .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Интерферометр дл  измерени  углового и линейного положени  объекта, содержащий последовательно расположенные источник монохроматического излучени  и светоделитель, четыре

   двугранных 90-градусных отражател .

   первый и второй из которых предназначены дл  установки на объекте, а третий и четвертый расположены напротив них так, что вершины первого и второго отражателей смещены вдоль оптической оси источника монохроматического излучени  относительно соответствующих вершин третьего и четвертого отражателей, а одна из отражающих поверхностей третьего отражател  находитс  в одной плоскости со светоделительиой поверхностью светоделител , два автоколлимационных зер1(ша и фотоприемник, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , светоделитель , третий и четвертый отражатели и фотоприемник установлены с возможностью перемещени  вдоль оптической оси источника излучени .