Устройство контроля соосности пролетных каналов электронно- оптических систем

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля путем исключения влияния нестабильности мощности излучения источника и положения пучка в пространстве, неравномерности распределения энергии в его пучке и нестабильности характеристик фотоприемника. Это достигается тем, что световой поток лазера 1 делится на опорный и измерительный пучки, диаметры которых соизмеримы с поперечным размером эталонной диафрагмы 5 и измеряемого объекта 16, на отверстиях которых пучки диафрагируют. При этом для измерения используются только центральные недифрагировавшие части пучков. Измерительный пучок модулируется компенсатором 7 и оптически сопрягается с опорным пучком на второй светоделительной призме 8. При этом уголковым отражателем 13 часть пучка от центрального канала выносится для оптической связи с периферийным отверстием коммутатора 10, обеспечивающим фиксацию начала отсчета, другие отверстия которого поочередно анализируют модулированные интерференционные картины от других каналов объекта 16. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 01 В 21/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, 4 . !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0с V

О

Од

Фиг 1 (21) 4672271/28 (22) 03.04,89 (46) 15.08.91. Бюл. М 30 (71) Институт электроники АН БССР (72) Е. В. Галушко, В, Н. Ильин, Ю. Н. Биенко и В. К. Александров (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 872957, кл. G 01 В 11/26, 1974. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СООСНОСТИ ПРОЛЕТНЫХ КАНАЛОВ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения— повышение точности контроля путем исключения влияния нестабильности мощности излучения источника и положения пучка в пространстве, неравномерности распределения энергии в его пучке и нестабильности

„„ЯЛ„„1670413 А1 характеристик фотоприемника, Это достигается тем, что световой поток лазера 1 делится на опорный и измерительный пучки, диаметры которых соизмеримы с поперечным размером эталонной диафрагмы 5 и измеряемого объекта 16, на отверстиях которых пучки дифрагируют. При этом для измерения используют только центральные недифрагировавшие части пучков. Измерительный пучок модулируется компенсатором 7 и оптически сопрягается с опорным пучком на второй светоделительной призме

8. При этом уголковым отражателем 13 часть пучка от центрального канала выносится для оптической связи с периферийным отверстием коммутатора 10, обеспечивающим фиксацию начала отсчета, другие отверстия которого поочередно анализируют модулированные интерференционные картины от других каналов объекта 16. 3 ил.

1670413

Изобретение относится к контрольноvçìåðèTåëüíîé технике, в частности к фотоэлектри ",ским устройствам контроля несоосности пролетных каналов электронно-оптических (ЭОС) СВЧ приборов.

Цель изобретения — повышение точносги контроля за счет исключения влияния нестабильности мощности излучения источника и положения пучка в пространстве, .1еравномерности распределения энергии в его пучке и нестабильности характеристик фотоприе .н ика, На фиг. 1 изображена схема устройсгва; на фиг. 2 — блок-схема электронно-измерительного блока; на фиг. 3 — пример конструкции коммутатора с двумя анализирующими о гворгтиями.

Устро. .ство сос:оит из источника когерентного излучения (лазера 1), за которым последовательно установлены коллиматор

2 первая светоделительная призма 3, предназначенная для деления светового пото.:а на два — опорный и иэмерительный— пучки, по ходу опорного пучка установлены первый уголковый отражатель 4, диафрагма

5 (эталон-объекг) и второй уголковый отражатель 6, по ходу из"лерительного пучка установлены двухклиновый компенсатор 7 и но! ая сиетоделительная призма 8, которля совместно с первои светоделительной призмой 3, первой 4 и второй 6 прямоугольными призмами образуют интерферометр. За ней в прямом направлении последовательно установлены объектив 9, коммутатор 10, фокусирующая линза 11 и фотоэлемент 12, а в направлении, перпендикулярном прямому, — третья прямоугольная призма 13, фотоэлемент 12 связан с электронно-измерительным блоком 14, а последний — с исполнительным элементом, 15, который соответственно первым выходом механически связан с подвижным клином двухклинового компенсатора /, а вгорым — с коммутатором 10. Объект !6 контроля (блк ЭОГ) устанавливают в измерительной встви между двухклиновым комлпенсагором 7 и второй светоделительной призмой 8.

Объект 16 контроля представляет собой многокомпонентнув конструкцию, элементы которой имеют ряд концентрично расположенных отверстий и одно отверстие в центре.

Объ.кгив 9 формирует не действительное изображение отверстие эталона 5 и объекта 16 контроля, а дифракционное иэображение, представляющее собой кольцеобразную структуру с расфокусированными краями. При измерении контролируюттолько интерферирующие пучки и интенсив5

50 ность интерференционной картины, располагающейся в параллельных пучках, поэтому расстояние от объектива 9 до объекта 16 контроля или эталона не имеет существенного значения, Электронно-измерительный блок 14 состоит из усилителя 17 фототока, по входу электрически связанного с выходом фотоэлемента 12, а по выходу — с первым входом амплитудного детектора 18 и формирователя 19 синхроимпульсов. Выход детектора подключен к входу амплитудно-цифрового преобразователя 20, выход которого связан с первым входом узла 21 параллельного обмена, первый вход которого подключен к второму входу детектора 18, а второй выход связан с каналом вычислителя 22, формирователь 19 синхроимпульсов по входу связан с выходом усилителя

17, а по выходу — с вторым входом узла 21 параллельного обмена.

Устройство работает следующим образом, Пучок лучей от лазера 1 формируется коллиматором 2 и направляется на первую светоделительную призму 3, которая расщепляет его на два вторичных пучка равной интенсивности. Прошедший ее пучок падает на первый уголковый отражатель 4, а отраженный от светоделительного покрытия луч направляется через двухклиновый компенсатор 7 на контролируемый объект 16.

Диаметр пучка таков, что одновременно освещает все отверстия контролируемого объекта (блока ЭОС), Оптимальный диаметр для пучка 12 мм. Вышедший из блока дифрагированный пучок направляется на вторую светоделительную призму 8. Отраженный от гипотенузной грани прямоугольной призмы 4 пучок освещает эталонную диафрагму

5, имеющую аналогичную элементам блока конструкцию. Дифрагированный на ней пучок через второй уголковый отражатель 6 направляется во вторую светоделительную призму 8, где складывается на ее светоделительном покрытии с пучком, прошедшим контролируемый объект 16 с образованием интерференционных полос.

Для удобства последовательного считывания полученной комбинированной картины ее увеличивают объективом 9 и направляют на коммутатор 10, который вращается под действием исполнительного элемента 15 и последовательно открывает изображения отверстий каналов объекта

16 на фокусирующую линзу 11 и далее на фотоэлемент 12. Одновременно с вращением коммутатора 10 исполнительным элементом

15 приводится в возвратно-поступательное перемещение подвижный клин двухклино1670413 ваго компенсатора 7. Два клина образуют измерительногосигналови поих соотношеплоскопараллельную пластину с перемен- нию находят степень несоосности каналов ной толщиной. При движении клина обра- обьекта 16. зуется дополнительная разность хода Соответствие между отверстием эталомежду интерферируемыми пучками и ин- 5 на и положением коммутатора устанавливатерференционные полосы приходят в дви- ется автоматически. жение. Частота перемещения клина 1 Гц, Изображение отверстий эталона благоострый угол составляет 10". Длина прямо- даря вынесенному иэ центра коммутатора го клина равна 5 мм. При этом частота ин- центральномуотверстиювсегдаимеетстротерференционных полос составляет около 10 го фиксированное пространственное по е положение, т. е. изображение центрального

Коммутатор 10, вращающийся с часто- канала служит как бы реперной точкой, от той (л =- 48 об/мин, последовательно опра- которой осуществляется отсчет. Период слешивает изображение периферийных дования фотоимпульсов от этого и близлеотверстий каналов, расположенных по ра- 15 жащего к нему отверстий приблизительно в диусу Ri. Изображение отверстия централь- два раза меньше остальных периодов. Выного канала объекта 16 опрашивается числитель при анализе по программе находругим отверстием коммутатора 10, распо- дит этот участок и принимает его за начало ложенным на радиусе Rz от оси вращения отсчета. На атапе предварительной обракоммутатора 10. Оно выводится иэ центра 20 ботки эту функцию выполняет формирована периферию третьим уголковым отража- тель 19 синхроимпульса. Аналогично телем 13. За один оборот коммутатора 10 осуществляется работа и в режиме контроля осуществляется полный опрос всех каналов объекта, поэтому нет необходимости в спеобьекта 16. Информацию о соосности кана- циальном блоке начала отсчета. лов друг относительно друга несет амплиту- 25 да интерференционного сигнала с каждого Формула изобретения отверстия коммутатора 10. которая обраба- Устройство контроля соосности пролеттывается в электронно-измерительном бло- ных каналов электронно-оптически х систем, содержащее лазер, диафрагму, Перед измерением каждого последую- 30 фотоэлемент и электронно-измерительный щего объекта 16 устройство автоматически блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью калибруется. При этом определяется ам- повышения точности контроля, оноснабжеплитуда интерференционного сигнала на но установленным по ходу светового потока эталонной диафрагме. Погрешности из- коллиматором и первой светоделительной мерения могут возникать из-за неста- 35 призмой, предназначенной для деления бильности положения и е ия пучка лазера и светового потока на опорный и иэмерительнестабильности мощности его излучения. И ный световые пучки, установленными по хот6 и другое изменяет амплитуду интерфе- ду опорного светового потока двумя

påíöèoííîão сигнала на эталонном обьек- прямоугольными призмами, двухклиновым те (диафрагме 5), которая запоминается в 40 компенсатором, установленным по ходу изэлектронно-измерительном блоке 14 и за- мерительного светового пучка, второй светем используется для корректировки изме- тоделительной призмой, установленной по р фр аци. рительной инфо ма ии. ходу опорного светового пучка и предназнаСигнал с фотоэлемента 12 усиливается ченной для оптического сопряжения опорусилителем 17 фототока и поступает на ам- 45 ного и измерительного пучков, третьим плитудныи детектор 18, выходной сигнал ко- уголковым отражателем и установленными торого преобразуется аналого-цифровым по ходу отраженного второй светоделительпреобразователем 20 в десятиразрядный, ной призмой опорного светового пучка, попараллельный двоичный код, соответствую- следовательно расположенными объективом, щий амлитуде выходного сигнала. Этот сиг- 50 коммутатором ифокусирующей линзой устаи линзои, уста нал поступает на первый вход узла 21 новленнымипоходупрошедшегочерезвтопараллельного обмена, на второй вход рую светоделительную призму опорного которого поступают импульсы с форми- светового пучка и оптически соединенными с рователя 19 синхроимпульсов, Синхроим- третьим уголковым отражателем, исполнипульсы формируются по срезу импульсов 55 тельным элементом, вход которого связан с усилителя 17 фототока и ф о а и разрешают за- выходом электронно-измерительного блока, пись измерительной информации в 03У а выходы — скоммутаторомикомпенсатором, вычислителя 22, где сравниваются числен- а диафрагма установлена между первым и ные значения амплитуд калибровочного и вторым уголковыми отражателями.

1670413

Фиг 2

Составитель Е. Глазкова

Редактор M. Кобылянская Техред М,Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 2738 Тираж 367 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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