Интерферометр для измерения поперечных перемещений

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения поперечных перемещений объекта с высокой точностью. Целью изобретения является повышение точности за счет устранения влияния угловых перемещений объекта и повышение чувствительности за счет формирования двух измерительных плеч. Для этого с помощью коллиматора 2, диафрагмы 3, светоделителя 4 и зеркала 5 формируется два параллельных коллимированных пучка, падающих на отражатель 6, выполненный в виде равнобедренной прямоугольной призмы. Отраженные пучки попадают на дифракционные решетки 7 и 8 и в обратном ходе лучей формируют интерференционную картину, регистрируемую фотоприемником 9. Благодаря тому, что решетки установлены друг к другу под углом 180°-2α, где α - угол автоколлимации, при поперечном смещении оптическая длина одного плеча интерферометра увеличивается, а другого-уменьшается, что приводит к удвоению чувствительности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„15186 (5I) 4 С 01 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

И

С:

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4398368/24-28 (22) 29,03,88 (46) 30.10.89. Бюл. В 40 (72) В,С.Горлов и Е.А,Николаева (53) 531.7!5„1(088.8) (56) Патент США У 4436474, кл, G 01 В 9/02, 1982. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОПЕРЕЧНЫХ ПЕРЕИЕЦ ЕНИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения поперечных перемещений объекта с высокой точностью. Целью изобретения является повышение точности эа счет устранения влияния угловых перемещений объекта и повышение чувствительности эа счет формирования двух измерительных плеч. Для этого с помощью коллиматора 2, диафрагмы 3, светоделителя 4 н зеркала 5 формируется два параллельных коллимированных пучка, падающих на отражатель 6, выполненный в виде равнобедренной прямоугольной призмьi, Отраженные пучки попадают на дифракционные решетки 7 и 8 и в обратном ходе лучей формируют интерференционную картину, регистрируемую фотоприемником 9, Благодаря тому, что решетки установлены друг к другу под углом 180 -2, где d — угол автоколлимации, при поперечном смещении оптическая длина одного плеча интерферометра увеличивается, а другого уменьшается, что приводит к удвоению чувствительности, 1 ил.

) 518663

Изобретение относится.к контрольно-измерительной технике, в частности к измерительным интерферометрическим системам, и может быть использовано для измерения поперечных смещений объектов с высокой точностью, Цель изобретения — повышение точности и чувствительности измерений эа счет устранения влияния угловых смещений объекта и формирования двух измеря тельных плеч.

На чертеже представлена схема интерферометра для измерения поперечных перемещений. 15

Интерферометр со держит источник 1 когерентного излучения (лазер), расположенные по ходу излучения коллиматор 2, диафрагму 3 и светоделитель 4, расположенныевв одном иэ раз-. деленных пучков плоское зеркало 5, ориентированное под углом.45 к падающему пучку, отражатель, предназначенный для крепления к объекту и выполненный в виде прямоугольной равно- 25 бедренной призмы 6, дифракционные решетки 7 и 8, установленные по ходу. отраженных призмой б пучков и ориентированные под автоколлимациоиными углами к падающим на них пучкам, и установленный в выходном пучке фотоприемник 9.

Интерферометр работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 ко-

35 герентного излучения, пройдя коллиматор 2 и диафрагму 3, становится:я параллельным. Далее он попадает на светоделитель 4, который делит световой поток на два, образуя плечи интерферометра. Один из лучей, отражаясь от зеркала 5, направляется параллельно второму световому потоку на прямоугольную равнобедренную призму 6, 3атем отраженные от катетных граней пря- 45 моугольной равнобедренной призмы 6 оба световых потока попадают на дифракционные решетки 7 и 8, каждая из которых установлена под автоколлимационным углом к световым потокам.

После отражения от дифракционных решеток световые потоки возвращаются по тому же оптическому пути на светоделитель 4, где световые потоки интерферируют и образуют на фотопри55 емнике 9 интерференционную картину.

При поперечном перемещеныи объекта с установленной на нем прямоугольной равнобедренной призмой 6 световые лучи перемещаются по дифракционным решеткам 7 и 8, При этом оптическая длина одного плеча интерферометра уменьшается, а другого — увеличивает. ся на такую же величину, что увеличивает чувствительность к поперечным перемещениям в два раза. Кроме того, отраженные от дифракционных решеток

7 и 8 световые потоки возвращаются на светоделитель 4 по тому же оптическому пути. Таким образом, удается избежать углового расхождения двух интерферирующих потоков и получить качественную интерференционную картину.

В случае возникновения нежелательных угловых перемещений объекта оптическая разность хода в плечах интерферометра не изменяется и интерференцирнная картина будет неподвижной. При возникновении продольных перемещений длины оптических путей в плечах интерферометра изменяются одинаково. Поэтому оптическая разность хода равна нулю. При этом интерференционная картина также остается неподвижной, Формула и з о б р е т е н и я

Интерферометр для измерения поперечных перемещений, содержащий источник когерентного излучения, расположенный по ходу излучения светоделитель, размещенные в одном из разде- . ленных пучков плоское зеркало, орио ентированное под углом 45 к падающему пучку, и дифракционную решетку, ориентированную под автоколлимационным углом к падающему пучку, отражатель, предназначенный для крепления к объекту, и установленный в выходном пучке фотоприемник, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений, он снабжен дополнительной дифракционной решеткой, ориентированной так, что ее плоскость образует с плоскостью основной дифракционной решетки угол 180 -2, где автоколлимационный угол решеток, 1 и коллиматором и диафрагмой, последовательно расположенными между источником когерентного излучения и. светоделителем, отражатель выполнен в виде прямоугольной равнобедренной призмы, длина L гипотенузной грани которой удовлетворяет соотношению L > 21, Составитель В,Бахтин ч

Редактор ii.Êàñàðäà Техред Л.Сердюкова Корректор Yi.Ìàêñèìèïòèíåö

Заказ 6596/45 Тираж 683

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101

S,l 5 I 8663 6 где 1 -, расстояние от светоделителя пендикулярна падающим пучкац, а лидо плоского зеркала, ориентированной фракционные решетки установлены по так, что ее гипотенузная грань пер- . ходу отраженных призмой пучков.