SU1525446A1 - Interferometer for measuring linear displacements of object - Google Patents
Interferometer for measuring linear displacements of object Download PDFInfo
- Publication number
- SU1525446A1 SU1525446A1 SU884415686A SU4415686A SU1525446A1 SU 1525446 A1 SU1525446 A1 SU 1525446A1 SU 884415686 A SU884415686 A SU 884415686A SU 4415686 A SU4415686 A SU 4415686A SU 1525446 A1 SU1525446 A1 SU 1525446A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- radiation
- reflectors
- systems
- corner
- light
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений и длин объектов, в частности в производстве интегральных микросхем. Цель изобретени - повышение точности измерени линейных перемещений объекта - достигаетс за счет увеличени количества циклов отражени путем введени дополнительных световозвращающих систем. Луч света от когерентного источника 1 проходит через пластинку 2 λ/8, разбиваетс делителем 3 пучка на два луча. Каждый из этих лучей направл етс в одну из ветвей интерферометра, состо щую из последовательно расположенных первой световозвращающей системы, например, 14, уголкового отражател 18 и второй световозвращающей системы 16. Количество циклов отражени луча системами 14 и 16 определ етс геометрическими параметрами отражателей в световозвращающих системах и параметром когерентного излучени источника 1 - диаметром пучка.Друга ветвь интерферометра выполнена аналогично. После отражени в обоих ветв х интерферометра лучи интерферируют на делителе 3 пучка. Фотоэлектронный блок 12 регистрирует количество интерференционных полос и направление их смещени в результате перемещени каретки 13. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure displacements and lengths of objects, in particular in the manufacture of integrated circuits. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the linear movements of an object, which is achieved by increasing the number of reflection cycles by introducing additional retroreflective systems. The light beam from the coherent source 1 passes through the 2 λ / 8 plate and is divided by the beam splitter 3 into two beams. Each of these rays is directed to one of the branches of the interferometer consisting of successively located first retroreflective system, for example, 14, corner reflector 18 and second retroreflective system 16. The number of cycles of reflection of the beam by systems 14 and 16 is determined by the geometric parameters of reflectors in retroreflective systems and the coherent radiation source 1 parameter — the beam diameter. The other branch of the interferometer is made similarly. After reflection in both branches of the interferometer, the rays interfere with the divider 3 of the beam. The photoelectric unit 12 registers the number of interference fringes and the direction of their displacement as a result of the movement of the carriage 13. 1 Cp f-ly, 6 ill.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений и длин объектов, в частности в производстве интегральных микросхем.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure displacements and lengths of objects, in particular in the manufacture of integrated circuits.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерени линейных перемещений объекта за счет увели - чени количества циклов отражени луча путем введени дополнительных световозвращающих систем.The aim of the invention is to increase the accuracy of measuring linear movements of an object by increasing the number of cycles of reflection of the beam by introducing additional retroreflective systems.
На фиг.1 представлена принципиальна схема интерферометра; на фиг.2 - схема световозвращающей системы; наFigure 1 is a schematic diagram of the interferometer; figure 2 - diagram of the retroreflective system; on
фиг.З --схема световозвращающей системы, вид слева; на фиг.4 - взаимное расположение уголковьк отражателей в световозвращающей системе; на Лиг.5 - ход луча в световозвра- щаксщх системах одной ветви интерферометра; на фиг.6 - функциональна схема фотоэлектронного блока.fig.Z - schematic retroreflective system, left view; figure 4 - the relative position of the angles of the reflectors in the retroreflective system; on Lig.5 - the course of the beam in light-return systems of one branch of the interferometer; figure 6 is a functional diagram of the photoelectric unit.
Интерферометр дл измерени линейных перемещений объекта (фиг.1) содержит источник 1 когерентного излучени , установленные по ходу излучени первую пластинку 2 и делитель 3 пучка излучени , которыйAn interferometer for measuring the linear displacements of the object (Fig. 1) contains a source of coherent radiation 1, installed along the course of radiation of the first plate 2 and a divider 3 of the radiation beam, which
сл cl
О)ABOUT)
оптически св зай с зеркалами 4 и 5, второй пластинкой 6 Л/8, котора оптически св зана с зеркалом 7, и вторым делителем 8 пучка, с которым оптически св зано зеркало 9, два полроида 10 и 11, оптически св занные с делителем 8 пучка и зеркалом 9, фотоэлектронный блок 12, входы которого оптически св заны t пол роидами 10 и 11, каретку 13, две световоз- вращающие системы 14 и 15, установленные в каждой ветви интерферометра одна из которых оптически св зана с зеркалом 5, а втора - с зеркалом 7, две световозвращающие системыoptically coupled to mirrors 4 and 5, a second plate 6 L / 8, which is optically connected to mirror 7, and a second beam divider 8, to which the mirror 9 is optically connected, two polroids 10 and 11, optically connected to the divider 8 a beam and a mirror 9, a photoelectronic unit 12, whose inputs are optically coupled by t-polaroids 10 and 11, a carriage 13, two retroreflective systems 14 and 15, installed in each branch of the interferometer, one of which is optically connected to the mirror 5, and the second - with mirror 7, two retroreflective systems
16и 17, установленные в каждой ветви интерферометра, два дополнительных уголковых отражател 18 и 19, оптически св зывающие световозвращающие системы 14, 15 и 16, 17 соответственно . Кажда из световозвра- щенных систем состоит из уголкового отражател соответственно 2О-23, укрепленного на каретке 13, двух уголковых отражателей, соответственно 24, 25, 26, 27 и 28, 29, 30, 3116 and 17, mounted on each branch of the interferometer, two additional corner reflectors 18 and 19, optically coupled retroreflective systems 14, 15 and 16, 17, respectively. Each of the retroreflective systems consists of a corner reflector 2O-23, respectively, mounted on the carriage 13, two corner reflectors, 24, 25, 26, 27 and 28, 29, 30, 31, respectively.
и двух зеркал 32 и 33 (фиг.З), оптически св занных с уголковым отражателем соответственно 20, 21, 22, 23 и установленных таким образом, что уголковых отражателей соответственно 24 и 28 (фиг,1), 25 и 29, 26 и 30, 27 и 31 Перпендикул рны ребру уголкового отражател соответственно 20, 21V 22, 23, биссектрисы пр мых углов смещень: параллельно одна другой на рассто ние, определ емое дл уголковых отражателей 24, 25 28, 29 светопозвращательных систем 14 и 15 по формулеand two mirrors 32 and 33 (FIG. 3), optically coupled to the corner reflector, respectively, 20, 21, 22, 23 and installed in such a way that the corner reflectors are respectively 24 and 28 (FIG. 1), 25 and 29, 26 and 30, 27 and 31 Perpendicular to the edge of the corner reflector, respectively 20, 21V 22, 23, the bisectors of the right angles of displacement: parallel to each other by the distance determined for the corner reflectors 24, 25 28, 29 of the light reflecting systems 14 and 15 by the formula
8i« 0,5 d (j ч- 1),8i "0.5 d (jh - 1),
а дл уголковых отражателей 26, 27, 30, 31 световозвращанвдих систем 16,and for corner reflectors 26, 27, 30, 31 retroreflective systems 16,
17по формуле17 according to the formula
5, 0,5-d -j, где d - ширина луча когерентного5, 0.5-d -j, where d is the coherent beam width
света;Sveta;
j - натуральнее число, определ емое из выражени I6j + 48J + 16 п,j is a more natural number, determined from the expression I6j + 48J + 16 n,
п - коэффициент умножени оптической разности хода лучей света, n is the multiplication factor of the optical path difference of light rays,
а середины зеркал 32 и 33 наход тс н-а биссектрисах пр мых углов уголковых отражателей соответственно 24, 25, 26, 27 и 28, 29, 30, 31. От кра уголкового отражател соответ0and the midpoints of the mirrors 32 and 33 are located on the bisectrixes of the right angles of the corner reflectors, respectively, 24, 25, 26, 27 and 28, 29, 30, 31. From the edge of the corner reflector, respectively
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
ственно 28, 29, 30, 31 параллельно его ребру выполнено дл луча света окно 34 (фиг.4) длиной, равной длине ребра этого отражател , и шириной , определ емой по формулеActually, 28, 29, 30, 31 parallel to its edge is made for a beam of light a window 34 (figure 4) with a length equal to the length of the edge of this reflector and a width determined by the formula
JO. d(j + 1)42, при этом дополнительный уголковый отражатель соответственно 18 и 19 оптически св зан через это окно 34 с отражател ми соответственно 20, 21,JO. d (j + 1) 42, with the additional corner reflector, respectively, 18 and 19 being optically coupled through this window 34 to the reflectors, respectively, 20, 21,
22, 23, а рассто ние между его краем и краем сггражател соответственно 28, 29, 30 и 31 равно ширине луча света, причем рассто ние между ребром и краем отражател , соответственно , 28, 29, 30, 31 выбрано из соотношени 22, 23, and the distance between its edge and the edge of the bridge, respectively, 28, 29, 30 and 31 is equal to the width of the light beam, and the distance between the edge and the edge of the reflector, respectively, 28, 29, 30, 31 is selected from the ratio
b dj:n i 16li2 32b dj: n i 16li2 32
Оптические оси пластинок 2 и 6 Л/8 параллельны плоскости пол риза- ции луча света, выход щего из источника 1. Оптическа плоскость пол роида 10 параллельна плоскости пол ри- 3aiuiH одной из- ортогональных составл ющих луча света, упавшего на него, а оптическа плоскость пол роида 11 перпендикул рна оптической плоскости пол роида 10. Делители 3 и 8 пучка выполнены таким образом, что разбивают падающий на них луч света на два луча света одинаковой интенсивности .The optical axes of the plates 2 and 6 L / 8 are parallel to the plane of polarization of the light beam emanating from source 1. The optical plane of the polaroid 10 is parallel to the plane of the polar 3aiuiH of one of the orthogonal components of the light beam falling on it, and the optical The polaroid 11 plane is perpendicular to the polaroid 10 optical plane. The beam splitters 3 and 8 are designed in such a way that they break the light beam incident on them into two light beams of the same intensity.
Фотоэлектронный блок 12 (фиг.6) содержит фотоприемники 35 и 36, входы которых оптически св заны со своими пол роидами 10, 11 (фиг.1), а их выходы электрически св заны с входами блока 37 определени направлени перемещени , а выход фотоприемника 35 также св зан с одним из входов реверсивного счетчика 38, второй вход которого св зан с выходом блока 37. выход реверсивного счетчика 38 вл етс выходом интерферометра.The photoelectronic unit 12 (Fig. 6) contains photodetectors 35 and 36, the inputs of which are optically coupled to their polaroids 10, 11 (Fig. 1), and their outputs are electrically connected to the inputs of the movement direction detection unit 37, and the output of the photodetector 35 also connected to one of the inputs of the reversible counter 38, the second input of which is connected to the output of block 37. The output of the reversing counter 38 is the output of the interferometer.
Интерферометр работает следующим образом.The interferometer works as follows.
Луч от источника 1 когерентного излучени проходит пластинку 2 /8, в результате чего образуютс два ортогонально пол ризованных оптических сигнгша, разбиваетс делителем 3 пучка на два луча. Один из этих лучей зеркалами 4 и 5 направл етс ,на световозвращающую систему 14 первой ветви интерферометра, отразившись от которой луч с помощыо отражател 18 направл етс на световозThe beam from the coherent radiation source 1 passes the 2/8 plate, as a result of which two orthogonally polarized optical signals are formed, broken up by a divider 3 beams into two beams. One of these rays is transmitted by mirrors 4 and 5 to the retroreflective system 14 of the first branch of the interferometer, reflected from which the beam with the help of the reflector 18 is directed to the light locomotive
515515
вращающую систему 16; -отразившись световозвращающей системой 16, луч с помощью отражател 18 снова попадает на световозвращающую систему 14 и возвращаетс с помощью зеркал 5 и 4 на делитель 3 пучка. Ход луча во второй ветви аналогичный. Сначала луч проходит через пластинку 6 и направл етс зеркалом 7 на световозвращающую систему 15, затем через отражатель 19 входит в световоавра- щающую систему 17, через отражатель 19 снова направл етс на световозвращающую систему 15 и через зеркало 7 и пластинку 6 А/8 возвращаетс на делитель 3 пучка, где интерферирует с пучком из первой ветви. Ход луча в световозвращающей системе по сн етс на фиг.5, где М,, М, ..., Mgg- точки отражеthe rotation system 16; - reflected by the retroreflective system 16, the beam with the help of the reflector 18 again hits the retroreflective system 14 and returns with the help of mirrors 5 and 4 to the beam divider 3. The ray path in the second branch is similar. First, the beam passes through the plate 6 and is directed by the mirror 7 to the retroreflective system 15, then through the reflector 19 enters the light-returning system 17, through the reflector 19 is again directed to the retroreflective system 15 and returns to the mirror 7 and 6 A / 8 beam divider 3, where it interferes with the beam from the first branch. The beam path in the retroreflective system is explained in Fig. 5, where M ,, M, ..., Mgg are points of reflection.
ни от отражателей;nor from reflectors;
МM
м:m:
«1 "one
2323
МM
la la
МM
и and
МM
ta ta
МM
2i2i
МззMSZ ,MzzZMS,
- точки входов в окно дл луча света; точки выходов из окна дл луча света.- entry points to a window for a ray of light; point of exit from the window for a ray of light.
При перемещении каретки 13 ход луча света в одной ветви интерферометра увеличиваетс , а в другой уменьшаетс . Разность хода лучей в обеих ветв х интерферометра определ етс по формулеAs the carriage 13 moves, the light beam travels in one branch of the interferometer, and decreases in the other. The difference in the paths of the rays in both branches of the interferometer is determined by the formula
Д ,D,
где п - коэффициент умножени оптического хода луча; Пр - показатель преломлени where n is the multiplication factor of the optical path of the beam; Pr - index of refraction
среды, в которой распро- ст.ран ет излучение; X - перемещение каретки 13. С другой стороны разность хода определ етс выражениемthe medium in which the propagation is distributed; X is the movement of the carriage 13. On the other hand, the difference in travel is determined by the expression
гдеWhere
пP
Х N X n
(N + ЛК),(N + LC),
-длина волны излучени ;wavelength of radiation;
-целое число длин волн.is an integer number of wavelengths.
2525
30thirty
счета световых полос, причем в зав симости от направлени движени ка ретки 13 вместе с отражател ми 20- 23 этот сдвиг либо отрицательный, либо положительный. Направление пе мещени по двум сигналам от фотоприемников 35 и 36 определ етс в блоке 37, который управл ет реверсивным счетчиком 38, определ ющим число импульсов, по вл ющихс на вы ходе фотоприемника 35, представл ющим его в двоичном коде, а также определ ющим знак перемещени , при этом логической единице на знаковом выходе реверсивного счетчика 38 соответствует положительное перемещение , а логическому нулю - отрицательное . Коды числа световых полос и знака вл ютс выходной информа- 35 цией интерферометра.counting of light bands, and depending on the direction of movement of the carriage 13 together with the reflectors 20-23, this shift is either negative or positive. The direction of movement of the two signals from the photodetectors 35 and 36 is determined in block 37, which controls the reversing counter 38, which determines the number of pulses occurring during the course of the photodetector 35, representing it in binary code, and also determining the sign displacement, with a logical unit on the sign output of the reversible counter 38 corresponds to a positive displacement, and to a logical zero - negative. The codes for the number of light bars and the mark are the output information of the interferometer.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884415686A SU1525446A1 (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Interferometer for measuring linear displacements of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884415686A SU1525446A1 (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Interferometer for measuring linear displacements of object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1525446A1 true SU1525446A1 (en) | 1989-11-30 |
Family
ID=21370942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884415686A SU1525446A1 (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Interferometer for measuring linear displacements of object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1525446A1 (en) |
-
1988
- 1988-04-26 SU SU884415686A patent/SU1525446A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1416861, кл. G 01 В 9/02, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0285715A (en) | Encoder | |
US5120132A (en) | Position measuring apparatus utilizing two-beam interferences to create phase displaced signals | |
US4941744A (en) | Integrated-photocircuit interferometer | |
NL8005258A (en) | INTERFEROMETER. | |
US4027976A (en) | Optical interferometer | |
EP0344291B1 (en) | Opto-electronic scale-reading apparatus | |
SU1525446A1 (en) | Interferometer for measuring linear displacements of object | |
SU1416861A1 (en) | Interferometer for measuring linear displacements of objects | |
SU1132147A1 (en) | Laser displacement interferometer | |
JPH0126005B2 (en) | ||
SU1215176A1 (en) | Shaft turn angle-to-digital converter | |
SU1158860A1 (en) | Interferometer for measuring angular position of object | |
SU1113671A1 (en) | Device for measuring angular displacements | |
SU1663416A1 (en) | Interference device for measuring displacements of objects | |
SU407185A1 (en) | INTERFEROMETER FOR MEASURING LINEAR REFLECTIONS OF OBJECT | |
SU1288498A1 (en) | Interferometer | |
SU1506269A1 (en) | Interferometer for measuring angular and linear position of object | |
JPH0961298A (en) | Low coherence reflectometer | |
SU1578457A1 (en) | Interferometer for measuring linear displacements | |
SU1737475A1 (en) | Device for registering finish in sports | |
JPH10132507A (en) | Interferometer | |
SU1173177A1 (en) | Device for measuring object displacement and index of transparent media refraction | |
SU1696851A1 (en) | Interferometer for measuring deviation from rectilinearity | |
RU1809302C (en) | Interference device for object linear displacement measuring | |
SU1416864A1 (en) | Device for measuring angular displacements of object |