SU1525444A1 - Интерферометр дл измерени линейных перемещений объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений объекта. Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем увеличени  числа измерительных плоскостей, образованных измерительными проходами сигнального луча в объеме интерферометра. Интерферометр содержит основные референтный отражатель (РО) 1 с поверхност ми отражени  (ПО) 2, 3 и измерительный отражатель (ИО) 4 с ПО 5,6, дополнительные РО 7 с ПО 8, 9 и ИО с РО 11, 12 и расщепители 13 и 14. Лазерный луч 15 раздел етс  расщепителем 13 на сигнальный луч 16 и опорный луч 17. Сигнальный луч 16, первоначально отража сь от ПО 5 основного ИО 4, многократно пересечет объем интерферометра в направлени х 20, 21 и 22. Число измерительных плоскостей и проходов в них устанавливаетс  местоположени ми дополнительного РО 7 в направлени х 21 и 22. Число измерительных плоскостей и проходов в них устанавливаютс  местоположени ми дополнительного РО 7 в направлени х 21 и 22, основного РО 1 в направлении 21 и расщепителей в направлении 22. 1 ил.

Description

21 и 22, Число измерительных плоскостей и проходов IB них устанавливаетс  местоположени ми дополнительного РО 7 в направлени х 21 и 22. Число измерительных плоскостей и

проходов в них устанавливаетс  местоположени ми дополнительного РО 7 в направлени х 21 и 22, основного РО 1 в направлении 21 и расщепителей в направлении 22. 1 ил.

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

Цель изобретени  - повьппение точности измерени  путем увеличени  числа измерительных плоскостей, образованных измерительными проходами сигнального луча в объеме интерферометра .

На чертеже изображена принципиальна  схема интерферометра.

Интерферометр содержит основной р гферентный отражатель 1-с отражающими поверхиост ми 2 и 3, основной измерительный отражатель 4 с отра- жакпщми поверхност ми 5 и 6, дополнительный референтный отражатель 7 с отражающими поверхност ми 8 и 9, дополнительный измерительный отражатель 10 с поверхност ми 11 и 12 отражени  и расщепител  13 и 14, Лазерный луч 15 после расщепител  13 раздел етс  на сигнальный луч 16 и опорный луч 17. Луч 17 расщепителем 14 раздел етс  ..а лучи 18 и 19 Направление перемещени  отражателей 4 и 10 обозначено стрелкой 20, отражателей 1 и 7 - стрелкой 21, а отражател  7 и расщепителей 13 и 14 стрелкой 22. Поверхности отражени  основного измерительного отражател  4 ограничены кра ми 23 и 24, а дополнительного измерительного отражател  10 - кра ми 25 и 26.

Отражатели 1 и 4 установлены так, что их пр мые двугранные углы мезкду отражающими поверхност ми 2 и 3, 5 и 6 обращены друг к другу, а биссектрисы этих углов параллельны и смещены одна относительно другой в направлении 21.

Отражатели 7 и 10 расположены так, что обе их верщины наход тс  на ребре отражающей поверхности 3 или 6 соответствующих отражателей 1 и 4 и ориентированы таким образом, что плоскости, перпендикул рные поверхност м 8 и 9, Пи 12, ортогональны плоскости, перпендикул рной поверхност м 2, 3, 5 и 6. Кроме того , отражатель 7 перемещен относительно отражател  10 в направлении 22. Расщепители 13 и 14 установлены между отражател ми 4 и 7, их свето- делительные поверхности параллельны

поверхност м 9 и 12 отражателей 7 и 10. Сигнальный луч 16 после расщепител  13 направлен на поверхность 5 отражател  4 параллельно направлению 20. Он Пересекает пространство

между отражател ми 1 и 4 в направлении 20 четыре раза и, последовательно отразившись от поверхностей 12 И 11 отражател  10, пересекает указанное пространство в обратном

направлении, но в параллельной плоскости , направл  сь в отражатель 7. Так как отражатель 7 перемещен относительно отражател  10, то сигнальный луч, отража сь последовательно

от поверхностей 9 и 8, а затем - 5, 6, 2, 3, 6, 5, 3, 2, снова достигает отражател  10. Теперь ход сигнального луча в отражателе 10 противоположен предьщущему и направлен от поверхности 11 к 12, а в

пространстве отражатгшей 1 и 4 между поверхност ми 2, 3, 5, 6, 3, 2, 5, 6.

Далее сигнальный луч, отража сь от поверхностей 8.и 9 отражател  7 и проход  через расщепитель 14, образует два интерференционных пол  с опорными лучами 18 и 19. Таким образом, в интерферометре сигнальный луч образует двадцать дискретных измерительных проходов, которые пространственно распределены в четырех параллельных плоскост х. Рассто ние d между измерительными плоскост ми равно проекции на плоскость, перпендикул рную поверхност м 11 и 12, рассто ние между биссектрисами пр мых углов отражателей 7 и 10 устанавливаютс  смещением отражател 

51525444

7 в направлении 22. Количество измерительных плоскостей п в интерферометре должно быть целым и Четным числом, которое определ етс  из отно- b

шени  п

-, где b - рассто ние между

кра ми 25 и 26 отражател  10. Число измерительных проходов m в каждой измерительной плоскости равно т

10

1, где а - рассто ние между

кра ми 23 и 24 основного измерительного отражател  7, 1 - установленное рассто ние между биссектрисами пр мых углов основных отражателей 1 и 4 в направлении 21. Рассто ние от биссектрисы отражател  7 в направлении 22 до измерительных проходов сигнального луча между поверхност ми 13 и 5, 9 и 1ч равно соответственно

15

20

(п

1

и

(п-1)-, а рассто ние от

биссектрисы отражател  4 до измерительного прохода 13 и 5

НИИ 21 равно (т - 2)-. Эти величины

определ ют простргшстаенное местоположение расщепителей 13 и 14 в объеме интерферометра. В представленном интерк ерометре сигнальный луч образует k измерительных проходов, определ емых величиной k

Перемеща  отражатели 4 и 10 в направлении 20 на величину Д/к, где-Д- длина волны лазерного излучени  в среде, разность хода между сигнальным и опорным лучами на выходе интерферометра измен етс  на Л , что приводит к изменению светового потока на один период в интерференционном

6

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Интерферометр дл  измерени  линейных Перемещений объекта, содержащий предназначенный дл  св зи с объектом измерительный и референтный отражатели с двум  взаимно перпендикул рными поверхност ми отражени  и два расщепител , отражатели установлены так, что биссектрисы углов между их поверхност ми отражени  параллельны направлению перемещени  измерительного отражател , расщепители установлены так, что их светоделительные поверхности параллельны одна другой, а референтный отражатель установлен с возможностью перемещени  в направлении, параллельном плоскости. Перпендикул рной поверхност м отражени , и перпендикул рном направлению перемещенн  измерительного отражател , отличающийс  тем, что, с целью повы- щени  точности измерени , он снабв направле- 25 ен дополнительными предназначенным дл -св зи с объектом измерительным и референтным отражател ми с двум  взаимно перпендикул рными поверхност ми отражени , установленными так, 3Q что биссектрисы углов между их поверхност ми отражени  параллельны направлению перемещени  измерительного отражател , плоскости, перпендикул рные их поверхност м отражени , перпендикул рны соответствующей плоскости основных отражателей, а обе их вершины наход тс  на ребре отражающей поверхности соответствующего основного отражател , расщепители расположены между дополнитель- ными референтным и основным измерительным отражател ми так, что их светоделительные поверхности параллельны соответствующим поверхност м

   и п()|.

   40

   поле. Следовательно, перемещение отражателей 4 и 10 определ етс  по форму- - дополнительных отражателей, а допол ле: Z N A/k, где N - пор док интер- нительный референтный отражатель и ференции. Таким образом, изменение целой части числа N происходит при перемещении отражателей на рассто ние Л/к, что определ ет точность измерений.

   Редактор Н.Горват

   расщепители установлены с возможностью перемещени  в направлении, перпендикул рном направлени м перемещени  основных измерительного и референтного отражателей.

   Составитель Л.Лобзова

   Техред М. Ходанич Корректор И.Муска

   50

   10

   15

   20

   25 3Q

   40

   -

   50