SU1661571A1

SU1661571A1 - Device for measuring profile of reflecting surface

Info

Publication number: SU1661571A1
Application number: SU884619879A
Authority: SU
Inventors: Валентин Николаевич Белопухов; Владимир Геннадьевич Волостников; Игорь Викторович Качалов; Татьяна Вячеславовна Кривко
Original assignee: Куйбышевский Филиал Физического Института Им.П.Н.Лебедева
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1991-07-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение разрешающей способности. Пучок света формируетс источником 1 когеретного излучени , проходит телескопическую систему 2, светоделитель 3 и фокусируетс объективом 4 на отражающую поверхность объекта 11. Отраженный пучок света проходит объектив 4, светоделитель 3, объектив 5 и фокусируетс на дифракционную решетку 6 с линейно измен ющейс шириной штрихов. С фотоприемников 7, 8, установленных в ненулевых пор дках дифракции, снимаютс сигналы, разность которых находитс блоком 9 нахождени разностного сигнала. При смещении отражающей поверхности объекта 11 от среднего положени происходит перераспределение интенсивностей потоков излучени в ненулевых пор дках дифракции, что приводит к формированию на выходе блока 9 нахождени разностного сигнала сигнала соответствующего знака. 3 ил.This invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to increase the resolution. A beam of light is formed by coherent radiation source 1, passes a telescopic system 2, a beam splitter 3 and is focused by the lens 4 on the reflecting surface of object 11. The reflected light beam passes the lens 4, beam splitter 3, lens 5 and is focused on the diffraction grating 6 with a linearly varying width of the strokes. Photodetectors 7, 8, installed in non-zero diffraction orders, are used to remove signals, the difference of which is found by the block 9 for finding the difference signal. When the reflecting surface of the object 11 is shifted from the middle position, the intensity of the radiation fluxes is redistributed in nonzero diffraction orders, which results in the formation of the corresponding signal at the output of block 9 for finding the difference signal. 3 il.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени профил отражающих поверхностей различных объектов, например колец подшипников.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the profile of the reflective surfaces of various objects, such as bearing rings.

Цель изобретени - повышение разрешающей способности.The purpose of the invention is to increase the resolution.

На фиг.1 представлена функциональна схема устройства; на фиг. 2 показаны три по I ложени дифракционной решетки и распределение интенсийностей потока излучени в +1, 0, -1 пор дках дифракции; на фиг.З показано изменение амплитуды сигнала, формируемого на выходе блока нахождени разностного сигнала при смещении отражающей поверхности объекта.Figure 1 shows the functional diagram of the device; in fig. Figure 2 shows three diffraction gratings of the first I and the distribution of the intensity of the radiation flux in +1, 0, -1 diffraction orders; Fig. 3 shows the change in the amplitude of the signal generated at the output of the block for finding the difference signal when the reflecting surface of the object is shifted.

Устройство содержит оптически св занные источник 1 когерентного излучени , телескопическую систему 2, светоделитель 3, первый объектив 4, установленный в направлении прохождени через светоделитель 3 пр мого лучка света, второй объектив 5, установленный в направлении прошедшего через светоделитель 3 обратного лучка света, дифракционную решетку 6 с линейно измен ющейс шириной штрихов, установленную в фокальной плоскости второго объектива 5 перпендикул рно его оптической оси, фотоприемники 7, 8, установленные в зонах формировани ненулевых дифракционных максимумов одного пор дка, блок $ нахождени разностного сигнала, входы которого подключены к фотоприемникам 7, 8, привод 10. Измер етс профиль отражающей поверхности объекта 11.The device contains optically coupled coherent radiation source 1, a telescopic system 2, a beam splitter 3, the first lens 4 installed in the direction of passage through the beam splitter 3 of a direct beam of light, the second lens 5 installed in the direction of light passing through the beam splitter 3, a diffraction grating 6 with a linearly varying width of the grooves, installed in the focal plane of the second lens 5 perpendicular to its optical axis, photodetectors 7, 8 installed in the zones of non-zero formation One diffraction maxima of one order, a block $ of finding a difference signal, the inputs of which are connected to photodetectors 7, 8, an actuator 10. The profile of the reflecting surface of the object 11 is measured.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Пучок когерентного излучени , формируемый источником 1, расшир етс телескопической системой 2, проходит светоделитель 3, первый объектив 4 и фокусируетс по отражающей поверхности объекта 11.The coherent radiation beam, formed by the source 1, is expanded by the telescopic system 2, the beam splitter 3 passes, the first lens 4 is focused on the reflecting surface of the object 11.

Отраженный от отражающей поверхности объекта 11 пучок когерентного излучени проходит первый объектив 4, светоделитель 3, второй обьектив 5 и падает на дифракционную решетку 6, на которой дифрагирует, С фотоприемников 7, 8 снимаютс сигналы, разность которых находитс блоком 9,The coherent radiation beam reflected from the reflecting surface of object 11 passes through the first lens 4, the beam splitter 3, the second lens 5 and falls on the diffraction grating 6, on which it diffracts, signals from the photodetectors 7, 8 are detected,

При нахождении отражающей поверхности объекта 11 в среднем положении диф- ракционные максимумы формируютс When the reflecting surface of the object 11 is in the middle position, the diffraction peaks are formed

симметричными и разность сигналов, снимаемых с фотоприемников 7, 8, равна нулю. При смещении отражающей поверхности объекта 11 в том или ином направлении при его перемещении приводом 10 интенсивность потока излучени в одном из дифракционных максимумов возрастает, а во втором убывает за счет дополнительных фазовых сдвигов дифрагирующего потока из.: лучени из-за неодинаковой шириныsymmetrical and the difference of the signals taken from the photodetectors 7, 8, is zero. When the reflecting surface of the object 11 is displaced in one direction or another when it is moved by the drive 10, the intensity of the radiation flux in one of the diffraction maxima increases, and in the second decreases due to additional phase shifts of the diffracting flux from: irradiation due to unequal width

штрихов дифракционной решетки 6.streaks of a diffraction grating 6.

Использование устройства позвол ет повысить разрешающую способность определени профил отражающей поверхности объекта.The use of the device improves the resolution of determining the profile of the reflecting surface of an object.

Claims

Formula of gain

A device for measuring the profile of a reflective surface containing an optically coupled coherent radiation source, a telescopic system, a beam splitter, a first lens mounted in the direction of transmission of a direct light beam through a beam splitter, a second lens mounted in the direction of a reverse light beam transmitted through a beam splitter, two photodetectors, a differential signal detection unit, the inputs of which are connected to photodetectors, which is related to the fact that. in order to increase the resolution, it is equipped with a diffraction grating with a linearly varying width of the grooves installed in the focal plane of the second lens perpendicular to its o.ic axis, and the photodiode cells are installed in areas

the formation of nonzero diffraction maxima of the same order.

Rig.Z