Измеритель длин волн

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН, SU„1247 (51) 4 G О1 J 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

„13

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3313202/24-25 (22) 01.07.81 (46) 30.07,86. Бюл, Ф 28 (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (72) С.А.Абрамов, В.И.Бобрик, Б.Л.Буковский, В.А,Райхерт, Ю.Ф.Томашевский и А.К„Торопов (53) 535,8 (088.8} (56) Измеритель длин волн. — Метрология, 1973, Р 1, с.58.

Авторское свидетельство СССР

Ф 322748, кл. G 01 J 9/02, 1970. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИН ВОЛН, содержащий опорный и измеряемый источники излучения, оптически связанный с ними интерферометр с переменной разностью хода, установленные на его выходе .два фотоприемника опорного и измеряемого излучения соответственно. и подключенный к фотоприемникам блок счета интерференционных полос с арифметическим устройством, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия и уменьшения габаритов измерителя, интерферометр выполнен в виде интерферометра Кестерса со ступенчатым зеркалом, в него введены два дополнительных фотоприемника опорного и измеряемого излучения, а блок счета интерференционных полос содержит три блока измерения дробной части порядка. интерференционных полос с двумя входами и выходом, счетчик числа измерений, сумматор и регистр суммы, при этом выходы измерителей дробной части порядка интерференции и регистра суммы подключены к арифметическому устройству, выходы фотоприемников опорного и измеряемого излучения подключены соответственно к первому и второму измерителям дробной части интерференционных полос, вход регистра суммы подключен к одному из входов второго и третьего измерителя дробной части интерференционных полос, второй вход третьего измерителя дробной части порядка интерференционных полос и выход дополнительного фотоприемника опорного излучения через счетчик числа измерений и сумматор подключены к другому входу регистра суммы, а выход регистра суммы подключен также к второму входу сумматора.

Ф 12

Изобретение относится к оптикоинтерференционным средствам измерения и, предназначено для использования н метрологических устройствах и лазерных спектрометрах.

Целью изобретения являются увеличение точности и быстродействия и уменьшение габаритов измерителя, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения опорной длины волны, источник 2 излучения измеряемой длины волны, поворотные зеркала 3 и 4, светоделитель 5, светоделительную пластину интерферометра 6, плоское зеркало 7, ступенчатое зеркало 8, установленное в вакуумной камере 9, селективные зеркала 1 0 и 11, фотоприемники 12 и 13 опорного излучения, фотоприемники 14 и 15 измеряемого излучения, блоки 16-18 измерения дробной части интерференции, счетчик 19 числа измерений, сумматор 20, регистр 21 суммы и арифметическое устройство 22.

Измеритель длин волн работает следующим образом.

Излучение от источников 1 и 2 опорной h1 и измеряемой 11„ длин . волн зеркалами 3 и 4 и светоделителем 5 совмещается по направлению и разделяется на два параллельных . пучка, которыми освещается интерферометр. Интерферометр представляет собой схему интерферометра Кестерса и имеет два поля интерференции, разность хода в которых отличается на величину ступеньки К на зеркале 8 и не зависит от положения подвижного зеркала 7.. Поэтому для исключения влияния дисперсии показателя преломления атмосферы достаточно вакуумировать плечо интерферометра с помощью камеры 9.

Селективные зеркала 10 и 11 установленные в каждом поле интерференции, разделяют излучения измеряемой и опорной длин волн и направляют излучение на фотоприемники 12 и 13 опорной длины волны и фотоприемники

14 и 15 измеряемой длины волны.

Блоки 16 и 17 производят и и измерений дробных частей порядка интерференции для 3 и 3» соответственно за один цикл перемещения зеркала 7 в каждом периоде следования интерференционных полос. Поскольку

47674 измеряется одна и та же величина, то результатом каждого измерения будут близкие величины ь, E = ——

1 Ь, где а — результат 1 -ro измерения числителя дробной части порядка интерференции;

01 в результат 1 -го измерения знаменателя.

Блоки 16 и 17 регистрируют не результат каждого измерения, а суммарные

t1 и величины .Я ь;,и ;, дробные час-, 1=1 1= ти вычисляются по формуле

Но к .> a„, »=1

no » ик (1 )

О1 2: Х. . -1 ъ=1

Длина волны определяется по формуле

10 где P — порядок интерференции для

О опорной длины волны„ опре деляемый по заранее измеренной величине ступеньки К на зеркале 8;

Р— порядок интерференции из» меряемой длины волны, опре- ., деляемый по приближенному значению 3», измеряемому счетом интерференционных полос 11 и )» в ОднОм иэ полей интерференции при перемещении зеркала 7.

30

Счет измеряемых интерйеренционных полос ограничен интервалом 1 . В этом интервале укладывается ЫХ, це40 лых интерференционных полос и дробных частей (н. и Г„., ОграничиваюН1 »1 ° щий интервал М для каждого следующего измерения смещен на одну интерференционную полосу относительно

45 предыдущего. Число интерференционных полос 4„°, ограниченных 4, »1 может изменяться на единицу. Счет-. чик 19 числа измерений, сумматор 20, регистр 21 суммы служат для суммирования t4 ° за И измерений. Счетчик 19

»1 выдает на сумматор 20 код числа измерений, который суммируется с содержимым регистра 21, В результате после и -го измерения в регистре 21

55 .б находится М <к Содержимое регист1=! ра 21 поступает в арифметическое устройство 22 для вычисления длины з волны. Блок !8 измеряет

1247674 рует суммарные величины числителя дробной части и конце интервала .счета л1, 7

2 Юе и 1 !о о

Е (йк +Eн -,) по этой-величине определяется порядок интерференции Р на ступеньке к

oL зеркала 8.,д-=(Й ) н, 2 что при Е= 0,01 и и = !О

4 ляет 10 р (P +Eо1Ь р х=

Х 1

Л„. состав

Составитель А.Медведев

Редактор Л. Веселовская Техред N.Ходанич

Заказ 4113/39 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Корректор В.Синицкая

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул. Проектная, 4 и регистрии

+а„.

1 = I в начале

H - к;

i л знаменателя дроби также в начале и конце интервала счета.

Дробные части порядка интерференции в начале счета Е„ и Ек; в конце вычисляются по формуле (1),, Приближенное значение длины волны вичисляется по формуле после чего вычисляется итоговое значение Л> по формуле (2) .

Предварительное измерение длины волны счетом интерференционныхч полос с набором статистики позволяет использовать ступеньки с величиной! о где — погреиность измерения дробной части.

За счет набора статистики при измерении дробных частей порядков интерференции на ступеньке точность измерения повьппается в Гй раэ.

В результате итоговая точность измерения пропорциональна второй степени порядка интерференции