SU1619031A1 - Optical electric device for forming and space following modulated optical beam - Google Patents

Optical electric device for forming and space following modulated optical beam Download PDF

Info

Publication number
SU1619031A1
SU1619031A1 SU874313814A SU4313814A SU1619031A1 SU 1619031 A1 SU1619031 A1 SU 1619031A1 SU 874313814 A SU874313814 A SU 874313814A SU 4313814 A SU4313814 A SU 4313814A SU 1619031 A1 SU1619031 A1 SU 1619031A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
optical
axis
unit
radiation
block
Prior art date
Application number
SU874313814A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эрнст Дмитриевич Панков
Евгений Анатольевич Шишлов
Original Assignee
Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Предприятие П/Я Р-6681
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики, Предприятие П/Я Р-6681 filed Critical Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority to SU874313814A priority Critical patent/SU1619031A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1619031A1 publication Critical patent/SU1619031A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам пространственного отслеживани  положени  смодулированных оптических пучков с равИ носигнальной зоной. Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона пространственного отслеживани . Устройство содержит оптический блок 6, формирующий равносигнальную зону и имеющий два канала подсветки, содержащий оптические источники 1. 2 излучени  и конденсаторы 3, 4, фоторегистрирующий блок 12, содержащий объектив 13 и фотоприемник 14, электронную схему обработки , содержащую усилитель 15. фазовый детектор 16, индикатор 17 и усилитель мощности 18. Электронна  схема устройства вырабатывает сигнал рассогласовани  при смещении оси пучка излучени , сформированной оптическим блоком 6, от оптической оси фоторегистрирующего блока 12. Выполнение оптического блока позвол ет уменьшить сферические аберрации. 2 ил. елThe invention relates to a measurement technique, in particular to devices for spatial tracking of the position of modulated optical beams with a flat signal zone. The purpose of the invention is to improve the accuracy and expand the range of spatial tracking. The device contains an optical unit 6, forming an equisignal zone and having two illumination channels, containing optical sources 1. 2 radiation and capacitors 3, 4, photo-recording unit 12, containing objective 13 and photodetector 14, electronic processing circuit containing amplifier 15. phase detector 16 , indicator 17 and power amplifier 18. The electronic circuit of the device generates an error signal when the axis of the radiation beam, formed by the optical unit 6, is displaced from the optical axis of the photorecording unit 12. Complete The optical unit allows for the reduction of spherical aberrations. 2 Il. ate

Description

оabout

-BUT

о оoh oh

CJCJ

Фиг. 7FIG. 7

ТT

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике,а именно к оптико- электронным устройствам, формирующим и отслеживающим пространственное положение модулированных оптических пучков с равносильными зонами и может быть использовано дл  измерени  профилей полированных поверхностей.The invention relates to a measuring and control technique, namely, optical-electronic devices that form and track the spatial position of modulated optical beams with equivalent zones and can be used to measure the profiles of polished surfaces.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона пространст- венного отслеживани .The purpose of the invention is to improve the accuracy and broaden the range of spatial tracking.

На фиг.1 приведена принципиальна  схема устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 is a schematic diagram of the device; figure 2 - section aa in figure 1.

Устройство содержит систему излуче- ни , состо щую из двух пар оптически св занных источника 1(2) излучени  и конденсатора 3(4), блок 5 противофазного питани  источников излучени , два выхода которого подключены соответственно к вхо- дам источников 1 и 2 излучени , систему передачи изображени , выполненную в виде цилиндрического оптического прозрачного блока 6, состо щего из двух полуцилиндров, на боковой поверхности ко- торых симметрично относительно плоскости их соединени  и параллельно ей выполнены пр моугольные пазы 7, основание цилиндрического блока выполнено кри- волинейным и образует обьектив 8, оптическа  ось которого совпадает с осью оптического блока и лежит в плоскости соединени  полуцилиндров, другое основание цилиндрического блока выполнено в виде двугранного угла, отражающие грани 9 и 10 которого,  вл ющиес  светоделителем, образованы фасками, выполненными на каждом из полуцилиндров под равными углами к плоскости их соединени , а ребро двугранного угла перпендикул рно оси оптиче- ского блока и размещено в фокусе объектива, источники 1 и 2 излучени  размещены напротив соответствующих пр моугольных пазов так, что их оптическа  ось перпендикул рна оси оптического блока и ребру двугранного угла и проходит через точку 11 их пересечени . Устройство содержит также фоторегистрирующий блок 12, состо щий из обьектива 13 и размещенного в его фокусе фотоприемника 14, и электрон- ную схему обработки сигнала, включающую последовательно соединенные усилитель 15, вход которого соединен с выходом фотоприемника 14, фазовый детектор 16 и индикатор 17, и усилитель 18 мощности, вход которого св зан с выходом фазового детектора 16, второй вход последнего соединен с блоком 5 противофазного питани .The device contains a radiation system consisting of two pairs of optically coupled source 1 (2) of radiation and a capacitor 3 (4), block 5 of antiphase supply of radiation sources, two outputs of which are connected respectively to the inputs of sources 1 and 2 of radiation, an image transfer system, made in the form of a cylindrical optical transparent block 6, consisting of two half-cylinders, on the lateral surface of which symmetrically relative to the plane of their connection and parallel to it are rectangular grooves 7, the base cylinder The drift block is curvilinear and forms a lens 8, the optical axis of which coincides with the axis of the optical block and lies in the plane of the junction of the semicylinders, the other base of the cylindrical block is made in the form of a dihedral angle, reflecting the faces of the beam splitter 9, made on each of the semi-cylinders at equal angles to the plane of their connection, and the edge of the dihedral angle perpendicular to the axis of the optical unit and placed in the focus of the lens, sources 1 and 2 of the radiation are placed These are opposite the respective rectangular grooves so that their optical axis is perpendicular to the axis of the optical block and the edge of the dihedral angle and passes through the point 11 of their intersection. The device also contains a photo-registering unit 12, consisting of a lens 13 and a photodetector 14 placed at its focus, and an electronic signal processing circuit including an amplifier 15 connected in series, the input of which is connected to the output of the photoreceiver 14, a phase detector 16 and an indicator 17, and a power amplifier 18, the input of which is connected to the output of the phase detector 16, the second input of the latter is connected to the antiphase power unit 5.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Система излучени  формирует параллельный пучок, имеющий резко выраженную равносигнальну зону (РСЗ) вдоль оптической оси цилиндрического оптического блока 6, образо ;анную за счет скачкообразного изменени  свойств оптического излучени  вдоль этой оси благодар  тому, что источники 1 и 2 излучени  излучают на одной частоте, но в противофазе. Излучение воспринимаетс  объективом 13 фоторегист- рирующего блока 12 и направл етс  на фотоприемник 14, с которого снимаетс  сигнал, описываемый следующей формулой:The radiation system forms a parallel beam, which has a pronounced equal-signal zone (RSZ) along the optical axis of the cylindrical optical unit 6, which is due to a sudden change in the properties of optical radiation along this axis, due to the fact that sources 1 and 2 emit radiation at the same frequency, but in antiphase. The radiation is perceived by the lens 13 of the photoregistrating unit 12 and directed to the photodetector 14, from which the signal is taken, described by the following formula:

U - S -smart ( - ) , где S - крутизна фотоприемника;U - S -smart (-), where S is the steepness of the photodetector;

ш- кругова  частота модул ции; t - врем ;w-round modulation frequency; t is time;

Фу)о лучистый поток, фаза модул ции которого прин та за нулевую;Fu) a radiant flux, the modulation phase of which is assumed to be zero;

лучистый поток, фаза модул ции которого сдвинута на 180°.  radiant flux, the modulation phase of which is shifted by 180 °.

Из формулы видно, что, если потоки Ф( и Фуэ-180 равны, что возможно лишь при совпадении оси пучка излучени  с осью фоторегистрирующего блока 12 сигнал, снимаемый с выхода, фотоприемника 14, равен нулю. При несовпадении осей пучка оптического блока 6 и фоторегистрирующего блока 12 сигнал фотоприемника 14 отличен от нул . Снимаемое с выхода фотоприемника 14 напр жение усиливаетс  в усилителе 15 и поступает в фазовый детектор 16, где происходит определение знака смещени  пучка. Величина и знак смещени  регистрируютс  на индикаторе 12. С фазового детектора 16 сигнал поступает в усилитель 18 мощности и далее к исполнительному приводу , который обеспечивает перемещение фоторегистрирующего блока 12 относительно оси пучка оптического блока 6 до совпадени  этой оси с осью объектива 13. Таким образом, устройство обеспечивает отслеживание пространственного положени  модулированного светового пучка. Выполнение оптического блока 6, объектив которого выполнен в виде одной преломл ющей поверхности , почти полностью исключает сферические аберрации, что дает существенное повышение точности пространственного отслеживани  пучка.It can be seen from the formula that if the flux Φ (and Fue-180 are equal, which is possible only when the axis of the radiation beam coincides with the axis of the photoregistering unit 12, the signal taken from the output of the photoreceiver 14 is zero. When the axes of the optical unit 6 are not the same and the photoregistrant The signal from the photodetector 14 is different from zero in block 12. The voltage removed from the output of the photoreceiver 14 is amplified in amplifier 15 and fed to a phase detector 16, where the sign of the beam's bias is detected. The magnitude and sign of the bias are recorded on the indicator 12. From the phase detector The aperture 16 enters the power amplifier 18 and further to the actuator, which moves the photoregistrating unit 12 relative to the beam axis of the optical unit 6 until the axis coincides with the axis of the lens 13. Thus, the device monitors the spatial position of the modulated light beam. 6, the lens of which is designed as a single refractive surface, almost completely eliminates spherical aberrations, which gives a significant increase in the accuracy of transitive beam tracking.

Claims (1)

Формула изобретени  Оптико-электронное устройство дл  формировани  и пространственного отслеживани  модулированного оптического пучка , содержащее систему излучени , состо щую из двух пар оптически св занных источников излучени  и конденсора иAn optical electronic device for generating and spatially tracking a modulated optical beam, comprising a radiation system consisting of two pairs of optically coupled radiation sources and a condenser and блока противофазного питани , два выхода которого подключены соответственно к входам двух источников излучени , последовательно расположенные по ходу излучени  систему передачи изображени  и фоторегистрирующий блок, электронную схему обработки, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона пространственного отслеживани , система передачи изображени  выполнена в виде цилиндрического оптически прозрачного блока, состо щего из двух полуцилиндров, на боковой поверхности которых симметрично относительно плоскости соединени  и параллельно ей выполнены пр моугольные пазы, основание цилиндрического блока выполнено криволинейным иan antiphase power unit, two outputs of which are connected respectively to the inputs of two radiation sources, an image transmission system and a photoregistration unit sequentially arranged along the radiation path, an electronic processing circuit, characterized in that, in order to improve the accuracy and extend the range of spatial tracking, the image transmission system in the form of a cylindrical optically transparent block consisting of two half-cylinders, on the side surface of which they are symmetrical with respect to p oskosti compound and parallel to the rectangular grooves formed cylindrical base unit holds and curved 00 5five образует объектив, оптическа  ось которого совпадает с осью оптического блока и лежит в плоскости соединени  полуцилиндров , другое основание цилиндрического блока выполнено в виде двугранного угла, отражающие грани которого,  вл ющиес  светоделителем, образованы фасками, выполненными на каждом из полуцилиндров под равными углами к плоскости их соединени , а ребро двугранного угла перпендикул рно оси оптического блока и размещено в фокусе объектива, иыочники излучени  размещены напротив соответствующих пр моугольных пазов так, что их оптическа  ось перпендикул рна оси оптического блока и ребру двугранного угла и проходит через точку их пересечени .forms the lens, the optical axis of which coincides with the axis of the optical block and lies in the plane of the junction of the semicylinders; the other base of the cylindrical block is made in the form of a dihedral angle, the reflecting faces of which are the beam splitter formed by chamfers made on each of the semicylinders at equal angles to their plane the edge, and the edge of the dihedral angle is perpendicular to the axis of the optical unit and placed at the focus of the lens, the radiation sources are placed opposite the corresponding rectangular grooves so that their optical axis is perpendicular to the axis of the optical block and the edge of the dihedral angle and passes through the point of their intersection. Фиг. 2FIG. 2
SU874313814A 1987-10-08 1987-10-08 Optical electric device for forming and space following modulated optical beam SU1619031A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874313814A SU1619031A1 (en) 1987-10-08 1987-10-08 Optical electric device for forming and space following modulated optical beam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874313814A SU1619031A1 (en) 1987-10-08 1987-10-08 Optical electric device for forming and space following modulated optical beam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1619031A1 true SU1619031A1 (en) 1991-01-07

Family

ID=21330720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874313814A SU1619031A1 (en) 1987-10-08 1987-10-08 Optical electric device for forming and space following modulated optical beam

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1619031A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Пуккерман С.Т., Великотный М.А. Экспериментальное исследование прибора управлени лучом на светодиодах.- Изв. высш. учеб, заведений Приборостроение, 1973, т. XVI, №2. с. 114-116. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3768910A (en) Detecting the position of a surface by focus modulating the illuminating beam
RU64757U1 (en) OPTICAL ANGLOMER DEVICE
CN110530257A (en) Femto-second laser distribution interferometer system
US3502415A (en) Optical measuring instrument for measurements in two coordinate directions
JPH0339605A (en) Optical surface shape measuring instrument
GB2058398A (en) Ring interferometers
US3806251A (en) Method of measuring small objects
SU1619031A1 (en) Optical electric device for forming and space following modulated optical beam
US4395123A (en) Interferometric angle monitor
US3323417A (en) Testing apparatus for optical lenses
US3438712A (en) Magneto-optical displacement sensing device
NL8600526A (en) DEVICE FOR DETECTING A CENTERING ERROR.
US4560278A (en) Fixed-slit type photoelectric microscope
US4105336A (en) Electro-optical device for use in improved interferometers
JPS6227603A (en) Optical measuring apparatus of displacement
CN110823088B (en) Laser dynamic interferometer
SU1608425A1 (en) Device for non-contact measuring of profile of parts
SU1613857A1 (en) Apparatus for measuring displacements of object
SU1582039A1 (en) Device for determining position of focal plane of lens
JPS60211306A (en) Adjusting method of optical system of fringe scan shearing interference measuring instrument
SU610045A1 (en) Light slitting autocollimator unit
US3508062A (en) Electro-optical tracking systems
RU1818531C (en) Electro-optic device
SU443250A1 (en) Device for remote measurement of thermal deformations of optical elements
RU2052772C1 (en) Range-finding device