Способ микропозиционирования объекта
Изобретение относится к измерительной технике с использованием оптических средств измерений и может быть использовано в волоконно-оптических системах сбора , обработки и передачи информации Цель изобретения - повышение точности установки обьекта в заданной точке пространства и расширение функциональных возможностей способа При реализации способа используют излучающий световод 1, приемный световод 2, сферический отражатель 3. Световоды первоначально удалены на одинаковое расстояние от оси зеркала и их торцы установлены на одинаковом расстоянии от плоскости зеркала, равном радиусу кривизны зеркала. 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 11/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4604329/28 (22) 10.11.88 (46) 15,01.91, Бюл, N. 2 (72) В,И.Аджалов, В.M.Ãàðè÷åâ, Г.Л.Есаян, С.Г.Кривошлыков и В.П,Скиба (53) 534.784(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 1416862, кл. G 01 В 11/02, 1986. (54) СПОСОБ МИКРОПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике с использованием оптических средств измерений и может быть использо„„5LJ„„1620825 А1 вано в волоконно-оптических системах сбора, обработки и передачи информации, Цель изобретения — повышение точности установки объекта в заданной точке пространства и расширение функциональных возможностей способа. При реализации способа используют излучающий световод
1, приемный световод 2, сферический отражатель 3. Световоды первоначально удалены на одинаковое расстояние отоси зеркала и их торцы установлены на одинаковом расстоянии от плоскости зеркала, равном радиусу кривизны зеркала. 4 ил.
1620825
Т П=Т, (щ!.п!) 1/2х
Х Hmn (C, О1, () ), ko) 1 ——
Ро
k (О
Ро
kN
Ро
k (L)
1 ——
Ро где С =45
Pp — k c0 — —, R
v> = — 2k и (A + u ); (cu) 1/2 г р. — (г К cu (Л+ О );
Н вЂ” двумерные полиномы Эрмита);.
Л вЂ” величина смещения отражателя;
Изобретение относится к измерительной технике с использованием оптических средств измерений и может быть использовано в волоконно-оптических системах сбора, обработки и передачи информации. 5
Цель изобретения — повышение точности установки объекта в заданной точке пространства и расширение функциональных возможностей способа;
На фиг. 1 изображена схема реализации .10 способа; на фиг. 2 — 4 — графики зависимости коэффициентов возбуждения мод LPoo, LPp< и LP >p во втором световоде при возбуждении в первом моды LPoo.
На фиг, 1 изображены излучающий све- 15 товод1, приемный световод 2, сферический отражатель 3. Световоды изначально удалены на одинаковое расстояние от оси зеркала d и их торцы установлены на одинаковом расстоянии от плоскости зеркала, равном 20 радиусу кривизны зеркала R.
При реализации способа в световоде 1 возбуждают фундаментальную моду LPpp, а на выходе световода 2 детектируют эту моду и раздельно от нее не менее чем на одну 25 моду LPpn или LPnp, o = 1,2„,.
При этом зеркало перемещается перпендикулярно оптической оси.
B соответствии с теорией можно в явном виде определить соотношения, опре- 30 деляющие коэффициент связи мод градиентных световодов 1 и 2 с градиент.— ным, параметром (о в схеме фиг. 1. Интегралы перекрытия моды m первого световода и и второго световода Tm имеют следующий вид:
|о — I ехр )к 2 + 2)2 2 г ехр (— kru !Aã + uã )—
Ро
Коэффициенты связи мод равны квадратам модулей соответствующих интегралов перекрытия
Umn = l Tmn l2
На фиг. 2-4 приведены результаты вычислений коэффициентов связи мод LPoo, LPp1 и LP >o второго световода с модой LPoo первого световода от смещения Лдля различных величин d. Анализ приведенных зависимостей позволил установить. что коэффициенты связи фундаментальной моды с модами LPpn и LPnp, и = 1,2,... имеют немонотонный характер, Следовательно, измеряя дополнительно к основной моде мощность мод Р „или Р«, можно получать дополнительную информацию о положении обьекта и, следовательно, выставлять его в заданную точку. пространства с большей точностью. Также следует отметить возможность выставления обьекта в "ненулевую точку" по максимуму сигнала в той или иной моде (гогда как в прототипе это можно сделать только путем высокоточных абсолютных измерений).
Пример. Для возбуждения моды LPpp и выделения моды LPo< использовались синтезированные на ЭВМ модовые фильтры.
Модой LPoo, полученной в результате фиг)ьтрации коллимированного излучения
Не — Ne лазера Лà — 38, возбуждался градиентный световод с диаметром серцевины 50 мкм и диаметром оболочки 125 мкм. Фильтрация моды LPot в приемном световоде и измерение интенсивности этой моды велись одновременно с плавным перемещением отражателя в.диапазоне )- 10 мкм от исходного, нулевого положения, Максимум интенсивности, т,е. выставление обьекта в заданную точку. наблюдался на уровне
3 дБ при смещении отражателя на 2.85 мкм 0,03 мкм. Таким образом, по сравнению с прототипом предложенный способ обеспечивает повышение точности установки обьекта в заданной точке пространства и расширение функциональных возможностей способа, Формула изобретения
Способ микропозиционирования объекта, заключающийся в том, что оптически со1620825 бог,7
) oo прягают два многомодовых волоконных световода посредством сферического отражателя, связанного с объектом, вводят оптическое излучение в один световод, измеряют уровень мощности излучения во втором световоде и по изменению этого уровня судят о пространственном расположении объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки объекта в заданной точке пространства и расширения функциональных возможностей способа, в первом световоде воэбужда5 ют фундаментальную моду LPoo, а уровень излучения во втором световоде измеряют в фундаментальной моде и не менее чем в одной моде 1.Роп или LPoo, fl = 1,2....
1620825
UB.
Составитель Е.Воронин
Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова
Редактор Н.Горват
Производственно-издательский комбинат "Пате ", . р нт", r. Ужго од, ул.Гагарина, 101
Подписное.
Заказ 4237 т ниям и отк ытиям при ГКНТ СССР
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и р
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5
