SU983450A1 - Интерферометр дл измерени перемещений объекта - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, вчастност.и, дл  -измерени  линейных перемещений объекта .

Известен интерферометр дл  измерени  линейных перемещений объекта, содержащий источник света, систему дл  разделени  светового пучка от источника света на две ветви, каретку , св зываемую с объектом, отражательные системы в виде подвижных уголковых и плоских отражателей, расположенных на каретке, и неподвижных уголковых отражателей, отсчетное устройство , причем отражательные системы установлены в каждой ветви интерферометра и состо т из одного неподвижного уголкового отражател  и одного подвижного уголкового и плоского отражател , расположенных на каретке так, что биссектрисы пр мых углов .между отра кающими гран ми неподвижных и подвижных уголковых отражателей смещены друг относительно друга на рассто ние, равное отношению рассто ни  между осью первого пучка лучей, падающего на подвижный уголковый отражатель, и биссектрисой пр мого последнего IJ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  интерферометр дл  измерени  перемещений объекта, содержащий последовательно расположенные и оптически взаимосв занные источник монохроматического излучени , .светоделитель, оптический блок, св зываемый с объектом, непод:вижные отражатели, расположенные по

10 обе стороны от оптического блока, светосоединитель, две диафрагмы и два фотоприемника. Оптический блок выполнен в виде двух одинаковых противоположно-ориентированных линзовых

15 объективов и дво ковогнутойлинзы с отражающими поверхност ми и радиусами , равными rto величине фокусным рассто нием объективов. Неподвижные отражатели выполнены в виде призмен20 ного блока с нечетным числом отражений Щ .

Недостатком известного интерферометра  вл етс  низка  точность измерени  вследствие нест1абильности ин25 терференционных полос, т.е. из-за их значительной неравноплечности и неидентичности , а также ограниченность диапазона измерени , так как требуетс  высока  монохроматичность и

30

Claims (2)

1. когерентность источника света. Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем что в интерферометре дл  измерени  перемещений объекта, содержащем последовательно расположенные; и оптически взаимосв занные источник моно роматич:еского и.злучени , светоделитель , оптический блок, св зываемый с объектом, неподвижные отражатели, расположенные по обе стороны от опти ческого блока, светосоединитель, две диафрагмы и два фотоприемника, оптический блок образован светоделителем и светосоединителем, которые жестко соединены между собой и каждый из ко торых выполнен в виде пр моугольного параллелепипеда с трем  гладкими оптическими поверхност ми, на одном из которых нанесено полупрозрачное отражающее покрытие, оптические поверх ности с нанесенными на них полупрозрачными отражающими покрыти ми каждого параллелепипеда расположены параллельно одна, другой и установлены под углом 45 к направлению перемеще НИИ объекта, а неподвижн ые отражатели выполненыв виде двугранных зеркал , ребра которых расположены под углом 45 к оптическим поверхност м параллелепипедов. На фиг. 1 изображена принципиальна  схема интерферометра дл  измерени  перемещений объекта; на фиг. 2 вид А на фиг. 1. Интерферометр содержит последовательно расположенные и оптически вза имосв занные монохроматический источ ник 1 излучени , например Не-Ме лазер , оптический блок 2, св зываемый с объектом (не показан) и состо щий из светоделител  3 и светосоединител . 4, два неподвижных отражател  5 и б, выполненных в виде двугранных зеркал и расположенных по обе сторовы от Оптического блока 2, две диафрагмы 7 и 8 и два фотоприемника 9 и 10, .установленных на оптическом блоке 2 или неподвижно возле неподви ного .отражател  5 (пунктир 11). Светоделитель 3 и светосоединитель 4 жестко св заны между собой и с перемещающимс  объектом и выполнены в виде пр моугольных параллелепипедов с трем  гладкими оптическими поверхност ми а, Ь, с у светоделител , и а. , Ь , с у светосоединител  4 с полупрозрычным отражающим покрытием на поверхност х b и Ц . Полупрозрачные отражающие поверхности b и Ь расположены параллельно друг другу и под углом к направлению перемещени  объекта (направление перемещени  измер емого объекта на фиг, 1 указано двойной стрелкой под светоделителем 3), Пр моугольные параллелепипеды, образующие светоделитель 3 и светосоединитель- 4, двум  большими гран ми обращены друг к другу и сдвинуты на . величину Н (фиг, 1), равную, например , диаметру светового пучка. Ребра К двугранных зеркал, представл ющих собой неподвижные отра.жатели, 5 и б, расположены под углом 45 к оптическим поверхност м b и Ь светоделител  3 и светосоединител  4.Оптичес/сий блок 2 расположен на середине измер емой величины объекта и симметрично между неподвижными отражател ми 5 и б. Предложенный интерферометр работает следующим образом. Пучок света от источника 1 монохроматического излучени  (фиг. 1) падает на светоделитель 3, на грань а, преломл еус  ею и проходит до полупрозрачной отражающей поверхности bf где делитс  на два пу.чка; прОход щий и отраженный. Проход щий идет на неподвижный отражатель 5, возвращаетс  им параллельно самому себе на светосоединитель 4, на грань а, где преломл етс  ею, и далее, отразившись от грани с, (пунктир на фиг. 1), попадает на полупрозрачную отражающую поверхность Ь , Отраженный пучок отражаетс  от грани с, вновь преломл етс  гранью а, падает ria неподвижный отража.тель 6, возвращаетс  им параллельно самому себе на светосоединитель 4, на полупрозрачную поверхность ti , Оба. пучка еще раз дел тс , интерферируют и проход т частично на фотоприемники 9 и 10, через диафрагмы 7 и 8 соответственно. При перемещении оптического блока 2 длина хода луча в одной, оптической ветви увеличиваетс , а в другой уменьшаетс  на ту же величину, а разность хода лучей в плечах интерферометра будет равна .учетверенной величине . Измер ема  длина N - , где N-колнчество интерференционных полос, прошедших относительно, диафрагмы 7 или 3; Л- длина волны излучени  источника 1 монохроматического излучени . Дл  реверсивного счета интерференционных полос синусоидальные сигналы с фотоприемников 9 и 10 сдвигают -по фазе путем перемещени  диафрагм 7 и 8 перпендикул рно интерференционным полосам, В начале и в конце измерени  величины разность хода между дв.ум  пучками составл ет 2f. Таким образом, предложенный интерферометр позвол ет измер ть рассто ние в два раза большее.чем известный. Повышение точности достигаетс  путем стабилизации интерференционной картины, т.е. ширина полос и их наклон не мен ютс  в процессе измерени , а дрейф нул  значительно уменьшен . Стабилизаци  улучшена тем, что интерферометр нечувствителен к небольшим заклонам подвижной каретки (не показана), а также вследствие максимальной компенсации хода лучей плечах интерферометра. Известно, что несимметри  плеч интерферометра вносит значительную погрешность в измерени , т.е. дрейф нул .В данном интерферометре разность хода в стекл отсутствует, алнеравность плеч максимально уменыцена, что в итоге повьпаает точность измерени  в несколько раз. Формула изобретени  Интерферометр дл  измерени  пере;мещений объекта, содержащий последов :тельно расположенные и оптически вза имосв занные источник монохроматичес кого излучени , светоделитель, оптический блок св зываемый с объектом, неподвижные отражатели, расположенные по обе стороны от оптического блока, светосоединитель, две диафрагмы и два фотоприемника, о т л и/г

   гХ г л чающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измерени , оптический ёлок образован светоделителем и светосоединителем , которые жестко соединены между собой и каждый из которых выполнен в виде пр моугольного паргшлелепипеда с трем  гладкими оптическими поверхност ми, на одном из которых нанесено полупрозрачное отргика;;-щее покрытие, оптические поверхности с нанесенными на них полупрозрачными отражающими покрыти ми каждопэ параллелепипеда расположены параллельно одна другой и установлены под углом 45 к направлению перемещени  объекта, а неподвижные отражатели выполнены в виде двугранных зеркал, ребра которых расположены под углом 4 к оптическим поверхност м параллелепипедов . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 407185, кл. G 01 В 9/02, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 587320, кл. G 01 В 9/02, 1978 (прототип).