SU1672245A1

SU1672245A1 - Пьезооптический измерительный преобразователь

Info

Publication number: SU1672245A1
Application number: SU894630121A
Authority: SU
Inventors: Владимир Константинович Берзин; Хаим Файвелевич Гитерман; Исаак Исаевич Слезингер; Сергей Вениаминович Сорокин
Original assignee: Научно-исследовательский институт механики МГУ им.М.В.Ломоносова; Горьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Нормализации В Машиностроении
Priority date: 1989-01-04
Filing date: 1989-01-04
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в приборах, предназначенных дл измерени механических величин. Целью изобретени вл етс повышение чувствительности. Пьезооптический измерительный преобразователь содержит источник и п ть фотоприемников, сопр женных оптически с одним из выходных лучей, а также пол ризатор, чувствительный элемент и анализатор, выполненные в виде пр моугольного параллелепипеда, представл ющего собой сборку трех призм из одноосного кристаллического фотоупругого материала. Крайние призмы выполнены в виде параллелепипедов с оптическими ос ми, расположенными под углом ϕ/4 к направлению действи измер емой механической величины, главные плоскости призм взаимно перпендикул рны и расположены под углом ϕ/4 к направлению действи измер емой механической величины, средн призма выполнена в виде пр моугольного параллелепипеда с оптической осью, расположенной параллельно направлению механического воздействи , а толщина средней призмы определ етс из соотношени L = (M + 1/4)λ/(N_O - N_L), где M = 0, 1, 2.....

λ - длина волны света, N_O, N_L - главные показатели преломлени кристалла. 2 ил.

Description

лом л/4 к направлению механического воздействи . В результате двулучепрелом- лени пучок света в кристалле разбиваетс на два пучка, расположенные в главной плоскости кристалла. Один пучок обыкновенный а0, а другой - необыкновенный ai, который в зависимости от толщины кристалла d и главных показателрй преломлени По, ni смещаетс на величину

d0 d

пз

2-п

nl + п

Оба пучка станов тс пол ризованными во взаимно перпендикул рных плоскост х , при этом необыкновенный пучок пол ризуетс в главной плоскости кристалла . Из кристалла оба пучка света выход т параллельными. Таким образом призма 3 в пьезооптическом преобразователе выполн ет функции светоделител и двух пол ризаторов (фиг 2). Далее два параллельных пучка света, пол ризованных под углами лУ4 и минус .т/4 к направлению механического воздействи , попадают в пр моугольную призму 4, выполненную из одноосного кристаллического материала с фотоупруи- м гзсиС1 Ьслми Оптическа ось призмы 4 параллепьна направлению механического роздеьогви .

Тс Шина призмы определ етс из соот ношени

l-(m + -J)-i--т,

v 4 |п0 - nil

где m 0, 1, 2 Я- длина волны света;

Го,П| - главные показатели пропомле- ни t ристзлла

Призма 4 в пьезооптическом преобразователе выполн ет роль чувствительного элемента и четвертьволновой фазовой пластины, котора позвол ет сместить рабочую точку преобразовател на линейный участок характеристики. При возрастании на чувствительный элемент силы F в нем возникают механические напр жени , которые вызывают изменение двойного лучепреломлени в чувствительном элемен.е. В результате чего происходит изменение пол ризационных параметров проход щих пучков света. Далее свет поступает в пр моугольную призму 5, котора изготовлена так же, как и призма 3. только повернута относительно призмы 3 так. что ее главна плотность составл ет угол /2 с главной плотностью призмы 3. В призме 5 каждый из пучков света ai и а0 распадаютс на два пучка - обыкновенный и необыкновенный, соответственно aic, an

и Эоо и a0i. Обыкновенные пучки проход т по направлени м ai и а0, а необыкновенные пучки отклон ютс . В результате на выходе призмы 5 имеютс четыре пространственно разнесенных пучка света. Призма 5 выполн ет роль светоделителей и анализаторов В результате получаетс четырехканальный пол рископ, причем каналы , где проход т пучки аи и а0о, скрещенные , а где проход т пучки ai0 и a0i, каналы параллельные Далее свет попадает на четыре фотоприемника Фт - Ф4, в которых он преобразуетс в электрические сигналы, которые поступают в электронный блок, Так как на фотодиоды (Di и Ф2, а также Фз и ФА поступают световые потоки в противофазах, то дл улучшени шумовых характеристик можно произвести дифференциальную обработку сигналов.

Блоки DI и Da вырабатывают разностные сигналы, которые затем суммируютс в блоке S и регистрируютс в блоке К.

Claims

Формула изобретени

Пьезооптический измерительный пре- образоватепь, содержащий последова- тепьно расположенные источник света, пог р.чзатир чувствительный элемент и анализатор , выполненные в оиде пр моугольного параллелепипеда, представл ющего собой сборку трех призм из одноосного кристаллического фотоупорного материала, а также фотоприемник, отличающийс тем,

что, с целью повышени чувствительности, он дополнительно снабжен трем фотоприемниками , а крайние призмы выполнены в BI. де пр моугольных параллелепипедов с оптическими ос ми, расположенными под

углом тг/4 к направлению действи измер емой механической величины,главные плоскости призм взаимно перпендикул рны и расположены под углом л/4 к направлению действи измер емой величины , средн призма выполнена в виде пр моугольного параллелепипеда с оптической осью, расположенной параллельно направлению механического воздействи , причем толщина средней призмы I определ етс из соотношени

l-tm + J)

По - П|)

где m 0, 1,2,...; А- длина волны света; 5по и щ - главные показатели преломлени кристалла, при этом каждый из фотоприемников оптически соединен с одним v зыходних лучей.

fb

со

т

cЈ

N

МФП

«NJ

nj

r