Устройство для измерения линейных перемещений объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано преимущественно для измерения малых линейных перемещений объектов. Цель изобретения - повьшение габаритов и упрощение юстировки устройства за счет введения многослойного голографического элемента, выполняющего функции светоделительного элемента и отражателей. Устройство содержит последовательно установленные монохроматический источник 1 излучения, коллиматор 2, многослойный голографический элемент 3, состоящий из параллельно расположенных дифракционных решеток 4, жестко соединенных между собой в количестве не более четырех и разделенных опти 1ески прозрачным материалом 5, два фотоприемника 6 и 7 и электронньй блок S. 1 ил. (Л СО ел о 4 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1350489

gD 4 G 01 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4087926/24-28 (22) 16.07.86 (46) 07.11.87. Бюл. № 41 (71) Москонский институт радиотехники, электроники и антоматики (72) Н,Н.Ентихиен, Д.И.Мироницкий, Н.В.Ростовцева и О.Б.Серов (53) 531.715.27(088.8) (56) Ростовцева Н.В, Многослойный голографический элемент, управляющий лазерным излучением. — Сб.: Перспектины развития кинематографа С трехмерным изображением. Труды НИКФИ, 1985, вып. 122.

Evtikhiev N.N., Mirovitsky D.I,, Rostovtseva N.V., Sегоv О.В. ес al.

Bilayer holograms: theory and experiment. — 0ptica Асса, 1986, v. 33, №.3, р. 255-268. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использонано преимущественно для измерения малых линейных перемещений объектов.

Цель изобретения — понышение габаритон и упрощение юстиронки устройства за счет нведения многослойного голографического элемента, выполняющего . функции снетоделительного элемента и отражателей. Устройство содержит последовательно установленные монохроматический источник 1 излучения, коллиматор 2, многослойный гологра" фический элемент 3, состоящий из параллельно расположенных дифракционных решеток 4, жестко соединенных между собой в количестве не более че- тырех и разделенных оптически прозрачным материалом 5, два фотоприемника 6 и 7 и электронный блок 8. 1ил.

13504

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения преимущестненно малых линейных перемещений объектов.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и упрощение юстировки устройства за счет введения многослойного голографического элемента, выполняющего,функции снетоделительного элемента и отражателей.

На чертеже изображена принципиФ альная схема устройства для измерения линейных перемещений объектов.

Устройство содержит последовательно установленные монохроматический источник 1 излучения, коллиматор 2, многослойный голографический элемент

3, состоящий из параллельно располо20 женных дифракционных решеток 4, жестко соединенных между собой н количестве не более четырех и разделенных оптически прозрачным материалом 5, два фотоприемника 6 и 7 и электронный 25 блок 8.

Многослойный голографический эле мент 3 образован н результате экспонирования двумя плоскими волнами слоистой структуры, состоящей из N све- 1 точувствительных слоев, разделенных оптически прозрачным материалом 5.

Записывающие волны падают на слоистую структуру под одинаковыми углами.

После проявления получается N-слойный голографический элемент, состоящий из N дифракционных решеток 4, разделенных оптически прозрачным материалом 5. Наименьшее расстояние между дифракционными решетками 4 и

40 между голографическим элементом 3 и объектом 9 определяется по формуле т 3ï в и н l> s in (d /2) где h — длина волны восстанавливаю- 45 щего излучения; — угол между записывающими волнами, n — показатель преломления оптически прозрачной среды, 50

Наибольшее расстояние и наибольшее число дифракционных решеток 4 определяются предельными габаритами оптической системы при записи, а также потерями на поглощение и многократное внутреннее отражение при восстановлении многослойного голографического элемента 3. Технологически реализуемые величины наибольшего и

89 2 наименьшего расстояний между дифракционными решетками 4 и между голографическим элементом 3 и обьектом

9, а также наибольшее число решетой

4 равны Ь„,„ = 2 см, 1.„,„, = 10 мкм, iV = 4 соответственно. ми Кс

Устройство работает следующим образом.

Луч от монохроматического источника 1 излучения коллимируется коллиматором 2 и, падая под некоторым углом 9„ на N-слойный голографический элемент 3, последовательно дифрагирует на каждой из N дифракционных решеток 4 до объекта 9 и затем, отразившись от последнего, на этих же

N дифракционных решетках 4 — вторично. В результате образуется М дифракционных пучков, причем каждый представляет собой результат когерентного сложения волн, распространяющихся после голографического элемента 3 н одном направлении, н связи с чем интенсивность пучка зависит от разности фаз между этими волнами. Длина оптического пути, которую проходит каждая из образующих пучок волна, зави сит, н частности, от расстояния между объектом 9 и N-слойным голографическим элементом 3. Таким образом, интенсинность каждого образованного пучка периодически изменяется при смещении объекта 9 н направлении, перпендикулярном к дифракционным решеткам 4. Это фиксируется днумя фотоприемниками 6 и 7, которые измеряют интенсивность двух пучков, причем сигналы от этих фотоприемников 6 и 7 должны быть сдвинуты по фазе на четнерть периода. Величина и напранление смещения объекта 9 определяются электронным блоком 8. Фотоприемники

6 и 7 должны располагаться на расстоянии d = 2йс@ У друг от друга, где d — расстояние от многослойного элемента 3 до фотоприемника 6 или 7.

Объект 9 должен хотя бы частично отражать падающее от него излучение, н противном случае он может быть покрыт отражающим материалом либо на объекте 9 необходимо закрепить зеркало.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений объектов, содержащее последовательно установленные монохроматический источник излучения, кол3 1350489 лиматор, два фотоприемника и электронный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чго, с целью уменьшения габаритов и упрощения юстировки устройства, оно снабжено М-слойным голографическим элементом,где N=1,2,3,4, расположенным между коллиматором и фотоприемниками и состоящим из параллельно расположенных дифракционных решеток, жестко соединенных между собой и разделенных оптически прозрачным материалом.

Составитель Л.Лобзова

Техред Л.Олийнык Корректор M- o®o

Редактор Н.Гунько

Заказ 5249/40 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4