Интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений, интерферометр содержит лазер 1, призму 2, светоделитель 3, отражатели 4 и 5, две Я /4 фазовые пластины 6 и 7, оптические клинья 8 и 9, два подвижных зеркала 10 и 11. Интерферометр работает следующим образом: излучаемый лазером 1 пучок поляризованного излучения падает на светоделитель с поляризационным покрытием 3, где разделяется. Отраженный от поляризационного покрытия пучок излучения отражается от отражателя 4 и из призмы 2 выходят два пучка. Каждый из этих пучков проходит через одну из фазовых пластин 6, 7, которые измеряют линейные поляризации на круговые. Затем оптические клинья 8 и 9 отклоняют каждый пучок излучения на заданный угол от визирной оси в разные от нее стороны и направляют перпендикулярно одному из отражателей 10 и 11, вследствие чего отраженные от них пучки совмещаются с падающими. Проходя на обратном пути через А/4 фазовые пластины 6 и 7, пучки излучения вновь изменяют свою поляризацию с круговой на линейную. 1 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>>s G 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4809488/28 (22) 04.04.90 (46) 07,03.93. Бюл, М 9 (71) Особое конструкторское бюро машиностроения при Саратовском заводе "Тантал" (72) А,Н.Смоляков (56) Коронкевич B.Ï. и др. Лазерные интерферометры и их применение, Новосибирск, 1984, с. 28 — 29. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, Целью изобретения является повышение точности измерений, интерферометр содержит лазер

1, призму 2, светоделитель 3, отражатели 4 и 5, две il //4 4 ф а з3оoвB ы е e ппл а сстТи нНы 6 6 и 77, оптические клинья 8 и 9, два подвижных зеркала 10 и 11. Интерферометр работает

„„ Ц „„1800258 А1 следующим образом: излучаемый лазером 1 пучок поляризованного излучения падает на светоделитель с поляризационным покрытием 3, где разделяется. Отраженный от поляризационного покрытия пучок излучения отражается от отражателя 4 и иэ призмы

2 выходят два пучка, Каждый из этих пучков проходит через одну из фазовых пластин 6, 7, которые измеряют линейные поляризации на круговые. Затем оптические клинья

8 и 9 отклоняют каждый пучок излучения на заданный угол от визирной оси в разные от нее стороны и направляют перпендикулярно одному из отражателей 10 и 11, вследствие чего отраженные от них пучки совмещаются с падающими. Проходя на обратном пути через А/4 фазовые пластины ф

6 и 7, пучки излучения вновь изменяют свою поляризацию с круговой на линейную. 1 ил.

1800258

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, предназначено для измерения прямолинейности и может быть использовано для контроля направляющих в координатно-измерительных машинах, обрабатывающих станках и других устройствах, к прямолинейности которых предъявляются высокие требования, Цель изобретения — повышение точности измерений, На чертеже изображена схема интерферометра.

Интерферометр содержит лазер 1, создающий пучок поляризованного излучения, призму 2, включающую светоделитель с поляриэационным покрытием 3 и два отражателя 4 и 5, две А /4 фазовые пластины

6 и 7, установленные после призмы 2 по одной на пути каждого пучка излучения, оптические клинья 8 и 9, установленные после фазовых пластин 6 и 7 по одному на пути каждого пучка излучения с возможностью отклонения их в разные от визирной оси стороны, и два подвижных зеркала 10 и 11, расположенных по одному на пути каждого излучения перпендикулярно ему и жестко соединенных между собой, В оптической схеме может быть использован лазер двухчастотного излучения с ортогональными линейными поляризациями, либо одночастотный лазер, При использовании одночастотного лазера плоскость поляризации должна быть ориентирована под углом к плоскости падения. При этом оптимальный угол между этими плоскостями составляет 45 .

Интерферометр работает следующим образом.

Излучаемый лазером 1 пучок поляризованного излучения падает на светоделитель с поляризационным покрытием 3, где разделяется. При этом при использовании двухчастотного излучения пучок излучения с горизонтальной поляризацией в проходит через поляризационное покрытие светоделителя 3, а с вертикальной поляризацией и отражается от него. Если в интерферометре использован одночастотный лазер, плоскость поляризации которого ориентирована под углом к плоскости падения, то поляризационное покрытие 3 пропускает горизонтальную составляющую поляризации и отражает вертикальную. Аналогичное разделение происходит при использовании лазера с круговой поляризацией излучения.

Отраженный от поляризационного покрытия 3 пучок излучения с вертикальной поляризацией coz отражается затем от отражателя 4 и из призмы 2 выходят два пучка

55 излучения, один из которых имеет горизонтальную в, а другой вертикальную и линейные поляризации. Каждый из этих пучков проходит через одну из А /4 фазовых пластин 6 и 7, которые изменяют линейные ",(41 поляризации а иа на круговыей) иа, Затем оптические клинья 8 и 9 отклоняют каждый пучок излучения на заданный угол а от визирной оси в разные от нее стороны и направляют каждый пучок перпендикулярно одному иэ отражателей 10 и 11, вследствие чего отраженные от них пучки совмещаются с падающими, Проходя на обратном пути через il /4 фазовые пластины 6 и

7, пучки излучения вновь изменяют свою поляризацию с круговой на линейную, Однако при этом изменении первоначальная горизонтальная поляризация си> преобразуется в вертикальнуюй и соответственно вертикальная с02 в горизонтальную в Затем пучок с вертикальной поляризацией со> отражается от светоделителя 3, а пучок с горизонтальной поляризацией а — от отражателя 4 и проходит через светоделитель с поляризационным покрытием 3, пространственно совмещается с пучком излучения в и, отразившись от отражателя 5, направляется в блок обработки сигнала (на чертеже не показан), При отклонении блоков 10 и 11 от прямолинейной оси изменяется величина хода каждого пучка излучения, изменяя его частоту, которая отражается на формировании сигнала о данном отклонении, При использовании в схеме одночастотного лазера e> = и и информационным сигналом на выходе является разность Лв, характеризующая наличие и величину отклонения от прямолинейности.

Установка на пути каждого пучка поляризованного излучения А /4 фазовой пластины позволяет при двукратном прохождении через нее пучка излучения изменить поляризацию излучения на ортогональную. Такое решение позволяет для пространственного разделения пучка по поляризациям использовать светоделитель с поляризационным покрытием, которое пропускает излучение с горизонтальной поляризацией и отражает излучение с вертикальной поляризацией. В результате отраженный от покрытия пучок излучения с вертикальной поляризацией после двукратного прохождения через А/4 фазовую пластину изменяет поляризацию на горизонтальную и на обратном пути прохо1800258

Составитель А.Смоляков

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Т,Рожкова

Заказ 1! 56 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

l, дит через поляризационное покрытие светоделителя, а составляющ, я прямого пучка излучения, имевшая при р.зделении горизонтальную поляризацию и прошедшая через поляризационное покрытие, на обратном пути после изменения поляризации на вертикальную отражается от поляризационного покрытия и пространственно совмещается с пучком, имеющим горизонтальную поляризацию.

Экономический эффект от реализации такого решения достигается за счет замены дорогостоящей поляризационной двулучепреломляющей призмы типа "призма Волластона" в комплекте с малоэффективным зеркальным светоотражателем на более эффективный и дешевый комплект в составе светоделительной призмы с поляризационным покрытием, двух Л /4 фазовых пластин и двух оптических клиньев. Это упрощает конструкцию, при этом в несколько раз увеличивается эффективность использования интенсивности излучения, а следовательно, выходной сигнал, и повышается точность измерений.

Формула изобретения

1, Интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности, содержащий источник поляризованного излучения и последовательно расположенные по ходу излучения светоделительный и зеркальный блоки, зеркальный блок выполнен из двух жестко соединенных под заданным углом друг к другу зеркал, установленных по одному в каждом из пучков от светоделительного блока, и блок обработки информации, о т л5 и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя А /4 фазовыми пластинами и двумя оптическими клиньями, ориентированными вершинами к оптической оси, светоделительный блок выполнен

10 в виде двух отражателей, соединенных друг с другом через светоделительное поляризационное покрытие по плоскости, ориентированной под заданным углом к оптической оси, клинья установлены по ходу излучения

15 между светоделительным и зеркальным блоками так, что один из них расположен в пучке, отраженном от зеркала светоделительного блока, а второй — на пути пучка, прошедшего от поляризационного покры20 тия.

2. Интерферометр по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что источник поляризованного излучения выполнен в виде двухча25 стотного лазера с ортогональными плоскостями поляризации.

3. Интерферометр по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что источник поляризованного излучения выполнен в виде одночастот30 ного лазера с плоскостью поляризации под углом 45 в плоскости падения излучения.