Интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения отклонений от прямолинейности . Целью изобретения является повышение точности измерения за счет повышения соотношения сигнал - шум на выходе фотоприемника . Пучки лучей источника 1 монохроматического излучения проходят через акустооптический модулятор 2, где дифрагируют на бегущей ультразвуковой волне. Пройдя через объектив 3, пучки лучей Е(0) и Е(1), соответствующие нулевому и первому порядкам дифракции, станут параллельными друг другу и отстоящими друг от друга на расстояние d. Пучок лучей Е(0) отражается от боковых граней триппель-призмы 5, пучок лучей Е(-1) отражается от боковых граней триппель-призмы 6, проходит через полупрозрачную боковую грань триппельпризмы 5 и совместно с пучком лучей Е(0) попадает на фотоприемник 7, на выходе которого имеется электрический сигнал U. частота которого равна разности частот взаимодействующих пучков лучей Е(0) и Е (-1). Изменение разности хода пучков лучей Е(0) и Е(1) вследствие непрямолинейности измеряемой поверхности приводит к изменению фазы электрического сигнала U. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (39) ((I) (я)з G 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4710084/28 (22) 26,06.89 (46) 07.12.91. Бюл. РЬ 45 (71) Московский станкоинструментальный институт и Пензенский политехнический институт (72) C.H;Áàsûêèè, Н.И.Базыкина, С.В.Капезин, В,И, Телешевский и Н.А.Яковлев, (53) 531 7.1 7(088.8) (56) Измеритель перемещений:. лазерный

ИПЛ-ЗОК!. Паспорт Afl 2 857 011 ПС. Новосибирский приборостроительный завод им.

Ленина, 1985. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения отклонений от прямолинейности. Целью изобретения является повышение точностйизмерения за счет повышения соотношения сигнал — шум на выходе фотоприемника. Пучки лучей источника 1 монохроматического излучения проходят через а кустооптический модулятор 2, где дифрагируют на бегущей ультразвуковой волне, Пройдя через объектив 3, пучки лучей Е(0) и

Е(1). соответствующие нулевому и первому порядкам дифракции, станут параллельными другдругу и отстоящими друг от друга на,расстояние d. Пучок Лучей Е(0) отражается от боковых граней триппель-призмы 5, пучок лучей Е(-1) отражается от боковых гра. ней триппель-призмы 6, проходит через полупрозрачную боковую грань триппельприэмы 5 и совместно с пучком лучей Е(0) попадает на фотоприемник 7, на выходе которого имеется электрический сигнал U, частота которого равна разности частот взаимодействующих пучков лучей Е(0) и Е " (4). Изменение разности хода пучков лучей

Е(0) и Е(1) вследствие непрямолинейности измеряемой поверхности приводит к изменению фазы электрического сигнала U. 1 ил.

"696851

40

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений отклонений от прямолинейности, Целью изобретения является повышение точности измерения за счет повышения соотношения сигнал — шум на выходе фотоприемникаа.

На чертеже представлена функциональная схема интерферометра, Интерферометр содержит источник 1 монохроматического излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника 1 акустооптический модулятор 2, объектив 3, установленный так, что его передняя фокальная плоскость находится вблизи акустооптического модулятора 2, блок 4 отражателей, выполненный в виде триппель-призм 5 и 6, и последовательно установленных по ходу пучка лучей источника 1 излучения, фотоприемник 7, оптическисвязанный через блок 4 отражателей с объективом 3.

Вершина триппель-призмы 6 смещена на расстояние I относительно оси, параллельной оптической оси интерферометра и проходящей через вершину триппель-призмы 5, выходная боковая грань триппельприэмы 5 выполнена полупрозрачной. Елок

4 отражателей скрепляют с кареткой (не показана).

Интерферометр работает следующим образом, Пучки лучей источника 1 монохроматического излучения проходят через акустооптический модулятор 2, где дифрагируют на бегущей ультразвуковой волне. В результате дифракции поле акустооптического модулятора 2 пучки лучей, распространяк>щиеся под разными углами по отношению к оптической оси интерферометра, В дальнейшем будем рассматривать только два пучка лучей, соответствующие дифракционным порядкам Е(0) и Е(-1), соответствующие нулевому и первому порядку дифракции, Частотные спектры пучков лучей Е(О) и Е(-1) отличаются друг от друга на частоту воз буждения f ультразвуковой волны, а угол расхождения пучков лучей равен углу дифракции О. Пройдя через объектив 3, пучки лучей Е(0) и Е(-1) станут параллельными, отстающими друг от друга на расстояние d, при этом d=2I. Пучок лучей E(0) отражается от боковых граней триппель-призмы 5, пучок лучей E(-1) отражается от боковых граней триппель-призмы 6, проходит через полупрозрачную боковую грань триппельприэмы 5 и совместно с пучком лу ей Е(О) попадает на фотоприемник 7, на выходе которого имеется электрический сигнал И, частота которого равна разности частот взаимодействующих пучков лучей E(0) и E(-1).

При движении каретки с блоком отражателей по измеряемой поверхности (не показана) в случае непрямолинейности измеряемой поверхности блок отражателей. совершает наклоны, что приводит к изменению длины оптического хода лучей Е(0) и

Е(-1). Изменение разности хода пучков лучей Е(0) и Е(-1) приводит к изменению фазы электрического сигнала И, которое пропорционально непрямолинейности измеряемой поверхности.

Расположения акустооптического модулятора 2 на выходе источника 1 монохроматического излучения позволяет выполнять акустооптическому модулятору 2 две функции — формирование когерентных частотносмещенных пучков лучей и пространственное разделение пучков лучей (совместно с объективом 3).

Таким образом, в предложенном техническом решении интенсивность пучков лучей на фотоприемнике 7 только в два раза меньше интенсивности пучков лучей Е(0) и

Е(-1), что по крайней мере в два раза больше по сравнению с известными интерферометрами. Это приводит к повышению соотношения сигнал — .шум на выходе фотоприемника 7, а следовательно, и к повышению точности контроля, Формула изобретения

Интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности, содержащий источник монохроматического излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника блок отражателей и фотоприемник, а также акустооптический мо-, дулятор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля. он снабжен объективом, установленным между источником излучения и блоком отражателей, акустический модулятор установлен между обьективом и источником излучения вблизи передней фокальной плоскости объектива, блок отражателей, выполнен в виде двух триппель-призм, последовательно установленных по ходу пучка лучей источника . излучения, вершина второй по ходу пучка лучей триппель-призмы смещена на заданное расстояние относительно оси, параллельной оптической оси интерферометра и проходящей через вершину первой триппель-призмы, а выходная боковая грань первой триппель-призмы выполнена полупрозрачной,