Интерферометр для измерения линейных величин и показателя преломления

 

СОЮЗ COBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5р 4 G 01 В 9/02, 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4171782/24-28 (22) 30.12.86 (46) 23.05.88. Бюл. У 19 (72) В.И.Бурец, Е.Н.Валова и В.Г.Янов (53) 531.715.1 (088.8) (56) Лабораторные оптические приборы. Под ред. Л.А.Новицкого. †. М.:

Машиностроение, 1979, с. 73-81.

Лансберг Г.С. Оптика. - М.: Наука, 1976, с. 134-136. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕИНЫХ ВЕЛИЧИН И ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения смещения контролируемой поверхности относительно опорной, для измерения изменения длины тела и изменения показателя преломления прозрачных объектов под влиянием различных воздействий. Целью изобретения является расширение диапазона измерения. Луч света от источника 1 света длиной

ÄÄSUÄÄ 1 97718 А1 волны, и луч света от дополнительного источника 2 света длиной волны Я падают на полупрозрачное зеркало 3, после которого их оптические оси оказываются совмещенными в пространстве, и дальше они распространяются в виде единого луча, содержащего оптическое излучение двух неравных между собой частот. Этот луч расщепляется светоделителем 4 на два луча, один из них (опорный) попадает на отражающую поверхность опорного зеркала 5, другой (предметный) — на отражакмцую поверхность предметного зеркала 7. Отраженные от зеркал 5 и

7 лучи попадают на светоделитель 4.

CO

После смещения на светоделителе 4 опорный н предыетные пуны ннтерйерн- (/) руют, Интерференционную картину наблюдают с помощью регистрирующего уз- С» ла 6. Длину волны дополнительного источника 2 света определяют из соотношения = 9, N/N-1, где Я,. — дли- мм на волны источника 1 света, N — целое число ° 3 ил. CO

1397718

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения смещения контролируемой поверхности отно5 сительно опорной, для измерения показателя преломления, для измерения изменения длины тела и изменения пока- . зателя преломления прозрачных объектов под влиянием различных воздействий.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения.

На фиг. 1 изображена принципиаль, ная схема интерферометра в случае из- 15, :мерения смещения контролируемой поверхности объекта относительно опорной поверхности на фиг.2 — то же, в случае измерения показателя преломления и измерения изменения показателя 2п преломления прозрачного тела, на фиг.3 — то же, в случае измерения изменения длины объекта, Интерферометр содержит источник 1 света и дополнительный источник 2 25 света, расположенные таким образом, чтобы оптические оси лучей от этих источников пересекались на поверхности полупрозрачного зеркала 3, установленного так, чтобы его поверх- 30 ность совпадала с биссектрисой угла пересечения оптических осей лучей от источников 1 и 2 света; светоделитель 4 и опорное зеркало 5, расположенное на пути опорного луча таким образом, что отраженный от него опорный луч после отражения от светоделителя 4 попадает на регистрирующий узел 6.

Предметное зеркало 7 закреплено либо на контролируемой поверхности, смещение которой требуется определить (фиг.1), либо на объекте 8, изменение длины которого требуется определить (фиг.3), либо закреплено неподвижно

45 при измерении показателя преломления прозрачного тела 9 или измерения изменения показателя преломления прозрачного тела 9 (фиг. 2) таким обра зом, что предметный луч после прохождения через светоделитель 4 попадает .на регистрирующий узел 6.

Интерферометр работает следующим образом.

Луч света от источника 1 света с длиной волны Ъ, и луч света от дополнительного источника 2 света с длиной волны падают на полупрозрачное зеркало 3, после которого их оптические оси оказываются совмещенными в пространстве, и дальше они распространяются в виде единого луча, содержащего оптическое излучение двух неравных между собой частот. Этот луч расщепляется светоделителем 4 на два луча, один из них — опорный — попадает на отражающую поверхность опорного зеркала 5, другой — предметный — попадает на отражающую поверхность предметного зеркала 7 ° Отраженные от зеркал 5 и 7 опорный и предметный лучи попадают на светоделитель 4. После смещения на светоделителе 4 опорный и предметный лучи интерферируют. Интерференционную картину наблюдают с помощью регистрирующего узла 6.

В случае измерения смещения контролируемой поверхности (фиг.1) или измерения изменения длины объекта 8, связанного с зеркалом 7 (фиг.3),разность хода интерферирующих лучей изменяется и происходит смещение интерференционной картины. По величине этого смещения можно рассчитать искомые величины по известной методике.

При измерении изменения показателя преломления прозрачного тела 9 (фиг.2), через которое проходит предметный луч, разность хода опорного и предметного лучей изменяется за счет изменения оптической длины пути предметного луча, прошедшего через исследуемое тело 9. При измерении показателя преломления прозрачного тела 9 (фиг.2) разность хода опорного и предметного лучей изменяется за счет изменения оптической длины пути предметного луча при отсутствии и наличии исследуемого прозрачного тела 9.

Вследствие того, что и в опорном, и в предметном лучах присутствует оптическое излучение двух неравных между собой длин волн Я, и, результирующая интерференционная картин а, наблюдаемая с помощью ре гистрирующего узла 6, оказывается промодулированной по интенсивности низкой пространственной частотой, интерференционные полосы становятся различными по интенсивности, что позволяет проводить измерения в наперед заданном более широком диапазоне исследуемых величин. Область однозначного определения исследуемых величин определяется величиной пространственного периода огибающей интерференциз 13977 онной картины, которая зависит от соотношения между длинами волн основного и дополнительного источников света.

Формула изобретения

Интерферометр для измерения линейных величин и показателя преломления, содержащий последовательно установленные источник света и светоделитель для деления излучения на два луча, опорное зеркало, расположенное на пути прошедшего через светоделитель луча, предметное зеркало, распо- 15 ложенное на пути отраженного от светоделителя луча, и регистрирующий узел, отличающийся тем, 18 что, с целью расширения диапазона измерения, он снабжен полупрозрачным зеркалом, расположенным между источником света и светоделителем, и дополнительным источником света с длиной волны, определяемой из соотношения

N-1 где 9 — длина волны основного ис1 точника света, N — - целое число, установленным перед полупрозрачным зеркалом так, что его оптическая ось перпендикулярна оптической оси основного источника света.