SU1580156A1 - Способ определени дробной части пор дка интерференции - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  малых линейных перемещений с высокой точностью. Цель изобретени  - повышение быстродействи  за счет исключени  операций, св занных с изменением частоты модул ции. В устройстве, реализующем способ, осуществл ют с помощью пьезовибратора 4 модул цию оптической длины опроного плеча с амплитудой А интерферометра, образованного источником 1 оптического излучени , светоделительным кубиком 2, зеркалом 3 и отражающей поверхностью пьезовибратора 4. Из выходного сигнала, регистрируемого фотоприемником 6 с помощью полосовых фильтров 9-11, выдел ют три гармонические составл ющие с амплитудами U N-1,U N, U N+1, по которым вычислитель 12 определ ет дробную часть пор дка интерференции σ 0 по формуле, где λ - длина волны источника оптического излучени . 1 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых линейных перемещений с высокой точностью.

Цель изобретения — повышение быстродействия за счет исключения операций, связанных с изменением частоты модуляции.

На чертеже показана структурная схема устройства реализующего способ определения дробной части порядка интерференции.

Устройство содержит·источник’1 оптического излучения, светоделительный кубик 2, зеркало 3, устанавливаемый на объекте пьезовибратор 4 с зеркальной поверхностью, генератор 5 синусоидальных колебаний, фотоприемник 6, широкополосный усилитель 7, счетчик 8 импульсов совые фильтры тель 12. .

Рассмотрим ной картины в ляцией оптической длины опорного канала.

В случае гармонического колебатель· ного движения одного из зеркал интерферометра спектральное разложение выходного сигнала имеет вид , поло·

- 11 и вычислиспектр интерференционинтерферометре с моду- 21_г(-~) Sin2<v_et + l· ⁺ 2l₃(~-)sin3co₀t + .. . Jj , (i) коэффициент, определяемый параметрами интерферометра; амплитуда модуляции оптической длины;

частота колебаний; величина дробной части порядков интерференции;

. />

I (---) - функция Бесселя η-го поряд· ка аргумента (4'Й'А/А);

А - длина волны оптического излучения.

Амплитуда четной гармоники имеет вид:

Для нечетных гармоник соответствующее выражение имеет вид

Щм 2 _₽ сое у 6.1,., (-~) . (3)

Между функциями Бесселя I.,, 1„. Ifi+i имеется соотношение _т Л?Ач _ nA /4ΐΆ_{4 т} ζ47Α·.

(4)

Подстановка (2) и .(3) в соотношение (4) позволяет получить выражение, связывающее значения амплитуд гармонических составляющих и по известной амплитуде колебаний одного из зеркал интерферометра определить величину дробной части порядков интерференции , А . 2?А ^{U+ U} &₀= arcctg --- —----Способ реализуется следующим образом.

С помощью лазерного интерферометра Майкельсона, образованного источником 1 оптического излучения, светоделительным кубиком 2, зеркалом 3 и пьезовибратором 4 с зеркальной поверхностью на фотоприемнике 6 создается интерференционная картина* Пьезовибратор 4, колеблясь под дейст вием напряжения, приложенного от генератора 5 синусоидальных колебаний, осуществляет модуляцию оптической длины. Электрический сигнал с фотоприемника 6 усиливается широкополое·^ ным усилителем 7 и подается на вход счетчика 8 импульсов, который осуществляет счет целых порядков интерференции при перемещении зеркала 3. К выходу широкополосного усилителя 7 также подключены ^узкополосные фильтры 9 - 11, которые настроены, например, на частоты , 2 , 3 и)_е , где

- частота колебаний пьезовибратора

4. Частота колебаний задается генератором 5 синусоидальных колебаний и может быть выбрана в пределах 10-100 кГц. С помощью узкополосных фильтров 9—11. определяются амплитуды гармонических составляющих соответственно U , U _n , U _h+1 , которые затем используются для вычисления дробной части порядков интерференции по формуле (5). Определение ществляется с помощью вычислителя 12.

(2)

Claims (1)

1. Формула изоб ре тения

   Способ определения дробной части порядка интерференции,заключающийся в том, что формируют опорный и измерительный световые пучки, формируют интерференционную картину путем сов мещения опорного и измерительного пучков, модулируют опорный световой пучок гармоническим сигналом, осуществляют фотоэлектрическую регистрацию пространственной гармоники интерференционной картины и испрльзуют ее при определении дробной части, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, выделяют из спектра фототока три гар монические составляющие, измеряют их амплитуды, а о дробной части порядка интерференции судят по формуле где Л

   Л \ 2l?A ^Un-<^+Un+i ^aroctg-------------- , % h

   - длина волны оптического излучения;

   А - амплитуда модуляции оптической длины;

   η - произвольное целое число;

   «fc, >

   U _п , - соответственно амплитуды

   U_n4, (п-1)-й, п-й, (п+1)-й гармонических составляющих спектра фототока.