Устройство для измерения линейных перемещений сканирующего зеркала фурье-спектрометра

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СКАНИРУЮЩЕГО ЗЕРКАЛА ФУРЬЕ -СПЕКТРОМЕТРА , содержащее источник монохроматического излучения , оптически связанные светоцепитепьный элемент, сканирующее и неподвижное ееркала, расположенные в измерительной и опорной вет«- вях спектометра, фотоприемник, отличающееся тем, что, с цепью повыщения точности измерения, оно снабжено датчиком положений, связанным со сканирующим i зеркалом, ключевым элементом , информационный и управляющий входы которого подключены соответственно к фотоприемнику и датчику положений, тремя фазовращателями, входы которых подключены к выходу ключевого элемента , четырьмя парами фомирователей, входы которых подключены соответственно к выходу ключевого элемента и выходам фазовращателей, логическим сумматором , входы которого подключены к вы (Л ходам формирователей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(50 G 01 В 21/00

«X»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3433541/18-28 (22) 06. 05.82 (46) 23.09.83. Бюп. N. 35 (72) B. И. Еращов (53) 531.717. (088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРьп ий (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 497466, кп. С 01 В 9/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 518643> кл. Q 01 B 9/02, 1974 (прототип). (54) (57 } УСТРОЙ СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СКА»

НИРУЮШЕГО ЗЕРКАЛА ФУРЬЕ -СПЕКТРОМЕТРА, содержащее источник монохроматического излучения, оптически связанные светоделительный элемент, скани рующее и неподвижное ееркапа, распопо- женные в измерительной и опорной ветвях спектометра, фотоприемник, о т и ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено цатчиком положений, связанным со сканирующим1 зеркалом, ключевым элементом, информационный и управпяющий вхо. Qbl которого поцключены соответственно к фотоприемнику и датчику положений, тремя фазоврашателями, вхоцы которых подключены к выхоцу ключевого элемента> четырьмя парами фомирователей, вхоцы.которых подкпючены соответственно к выходу ключевого эпемента и выхоцам фазовращатепей, логическим суммаЯ тором, входы которого подключены к выхоцам формирователей.

1043490

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для высокоточного измерения линейных перемещений сканирутсицего зеркала

Фурье-спектрометра. 5

Известно устройство для измерения линейных перемещений сканирующего эеркапа Фурье«спектрометра, соцержащее источник монохроматического излучения, оптичеки связанные светоцелительный элемент, сканирующее и непоцвижное зеркала, расположенные в измерительной и опорной опорной ветвях спектрометра.

Устройство также содержит вспомогатель ное зеркало, оптически сявзанное со ока- 5 иируюшим зеркалом (1)

Недостатком такого устройства являет ся ограниченный диапазон перемещения сканирующего зеркала, определяемый pep метрическими размерами вспомогательно- о го зеркала.

Наиболее близким к изобретению по технической счцности является устройст

"во для измерения линейных перемещениФ

: сканирующего зеркала Фурье-спектромет- gg ра, содержа.пое источник монохроматичес кого излучения, оптически связанные светоделительный элемент, сканирующее и неподвижное зеркала,,распоттоженньте в измерительной и опорной ветвях спектро- Зо метра, фотоприемник 12)

Недостатком известного устройства .является ограниченная точность измерения,. равная половине ширины интерференционной полосы,35

Бель изобретения является повышение точности измерения.

Указанная цель цостигается тем, что устройство цля измерения линейных пере мешений сканирующего зеркала Фурье-спе 40 ктрометра, содержащее источник монохро .матического излучения, оптически связанные светоделитепьный элемент, ска= пирующее и непоцвижное зеркала, расположенные в измерительной и опорной вет45 вях спектрометра,; фотоприемник, снабже-. но . ца гчиком положен связанным со сканирующим зеркалом, каочевым элемен» том, информационный и управляющий вхо цьт которого поцключены соответственно к фотоприемнику и.датчику положений, тремя фазоврашателями, входы которых подключены к выходу ключевого элемента, четырьмя парами формирователей, ироды . которых поцключены соответственно и, выходу ключевого элемента и выхоцам фаэоврашателей, логическим сумматором,, входы которого подключены к выходам формирователей, На чертеже представлена функциональ ная.схема устройства .

Устройство содержит источник 1 мо. нохроматического излучения, состоящий лазера 2 и коллиматора 3, светоделительный элемент 4, сканирующее зеркало 5,, неподвижное зеркало 6, фотоприемник 7, цатчик 8 положений, связанный со скани руюшим зеркалом 5, ключевой элемент

9,. фазоврашатели 10 - 12, формировате ли 13- 20 и логический сумматор 21 °

Устройство работает слецуюшим обрйзом.

Источник 1 монохроматического излу чения с помощью лазера 2 и .коллиматора

3 формирует параллельные пучки лучей, часть иэ которых, образуя измеритеж ную ветвь,, прохоцит через светоцелительный элемент 4 и, отразившись от сканируюшего зеркала 5, возвращается на светоцелительный элемент 4.

Часть пучков лучей, выходящих из коллиматора 3, отражаются от светоцелительного элемента 4 и непоцвижного зеркала 6 и возвращаются на светоцелительный элемент 4, образуя опорную ветвь. „

На светоделительном элементе 4 фор мируется интерференционная . картина из пучков лучей, прошедших измерительную и опорную ветви, которая регистрируется фотоприемником 7, При движении сканируюшего зеркала 5 на отходе фотоприемника 7 формируется периоцический электрический сигнал, периоц которого соответствует смешению сканирующего зеркала на величину, рав.ную половине длины волны источника 1 монокроматичвского излучения.

При приобретении сканирующим зер/ калом 5 постоянной скорости, срабаты-. вает датчик 8 положений, открывающий ключевой элемент 9, и сигналы, формируемые фотоприемником 7 поступают на формирователи 13 и 14 и фазоврашатели 10 12.

Фаэоврашатели 10. 12 обеспечивают, фиксированный сдвиг электрического сиг нала, снимаемого с фотоприемника 7, причем .фазоврашатель 10 обеспечивает сцвиг электрического сигнала на величину, равную л /4, а фазоврашатели 11 и

12 - на величины, равные соответствен но Я/2 и 3/4<1

Электрический сигнал„снимаемые с ключевого элемента 9 и фаэоврашателей

10 12, поступают на вхоцы формирователей 13-20, Э 104349О а

Формирователи 13, 18, 17 и 19 фор- Таким образом, при перемещении ска» мируют сигнал логической 1 при превы- нируюшего зеркала на выходе логического шенин уровня входного сигнала среднего сумматора формируются имйульсй, масш» значения, а формирователи 14, 16, 16 табный коэффициент которых равен 1/16 и 20 формируют сигнал логической 1" 5 длины волны источника монохроматического . Ю

nps понижении уровня входного сигнала излучения, при этом диапазон перемещения .. среднего значения. Сигналы с выходов зеркала практически неограничен а точ» формироваТелей 13 - 20 поступают на ность отсчета не хуже 8% от за логический сумматор 21., данной.Составитель Т. Айсин

Техред Л.Микеш Корректор В. Гирняк

Р!

Редактор H. Ïæóãàí

Заказ 7324/44 Тираис 602 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113038,,Москва, Ж-,38, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проекная, 4.