Лазерный интерферометр

 

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к интерференционным измерениям, и может использоваться для определения линейных перемещений , а также показателей преломления жидких и газообразных сред. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поляризованный пучок света, проходя через четверть-волновую пластинку, становится поляризованным по кругу, на поляризационном светоделителе делится на два световых луча, равных по интенсивности и имеющих ортогональные поляризации. На поляризационном светоделителе каждый из возвращенных уголковыми отражателями лучей делится на два с одинаковыми интенсивностями и пары световых пучков, имеющих одинаковую поляризацию, интерферируют. После прохождения поляризаторов интерференционные поля считываются, что позволяет обеспечить высокую точность измерения. 1 ил. 6

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

> 3Ю3113

1 йА!йФя:щщияц :

EV5Jf Q ф;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4934237/28 (22) 05.05;91 (46) 07.07,93. Бюл. 1Ф 25 (71) Малое государственное предприятие—

Научно-производственный центр "СИБИС" (72) В,Д.Прилепских и В.А,Ханов (56) Коронкевич B;Il., Ленкова: Г.А. Лазерные интерферометры для измерения длины. — Автометрия, 1971, М 1, Коронкевич В;П., Ханов В.А, Современные лазерные интерферометры, — Новосибирск: Наука, 1986. . Коронкевич В.П., Соболев В.С. О потенциальйой точМости лазерных интерферо. метров. В сборнике . Лазерные интерферометры. — Новосибирск: Институт автоматики и электрометрии СО AH СССР, 1978, с.3. (54) ЛАЗЕРНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к интерференциТехническое решение относится к измерительной технике, а конкретно к оптикофизическим измерениям, и может использоваться для прецизионных измерений линейных перемещений, скорости, ускорения, вибраций, изменений показателей преломления прозрачных сред и др, Целью изобретения является повышение точности измерения. . На чертеже приведена блок-схема интерферометра.

Она состоит из лазера 1. ра пути излучения которого установлены .четвертьволно„„Я3 „„1825968 А1 онным измерениям, и может использовать.ся для определения линейных перемещений, а также показателей преломления жидких и газообразных сред. Цель изобретения —.повышение точности измерений, Поляризованный пучок света, проходя через четверть-волновую пластинку, стано-. вится поляризованным по кругу, на поляризационном светоделителе делится надва световых луча, равных по интенсивности и имеющих ортогональные поляризации.. На поляриэационном светоделителе каждый из возвращенных уголковыми отражателями лучей делится на два с одинаковыми интенсивностями и пары световых пучков, имеющих одинаковую поляризацию, интерферируют. После прохождения поляризаторов интерференционные поля считываются, что позволяет обеспечить высокую точность измерения.

1 ил. вая пластинка 2 и поляризационный светоделитель 3. Измерительное плечо образовано линейной фазовой пластинкой 4 и уголковым отражателем 5, а опорное плечо — линейной фазовой пластинкой 6 и уголковым отражателем 7. На пути отраженных уголковыми отражателями 5 и 7 лучей (на выходе интерферометра) установлены два поляризатора 8 и 9.

Лазер 1 выполнен с линейным поляризаторрм, четвертьволновая пластинка 2 установлена так, что ее оптическая ось

1825968 ориентирована под углом 45 к плоскости падения светового пучка на светоделитель.

Интерферометр работает следующим образом, Коллимированный линейно поляризованный пучок света от лазера t, проходя через четвертьволновую пластинку 2, становится поляризованным по кру у. На поляризованном светоделителе 2 он делится на два световых луча, равных по- интенсивности и имеющих ортогональные поляризации, В измерительном плече световой луч проходит линейную фаэовую пластинку 4, угол ковый отражатель 5 и возвращается обратно к. поляризационному светоделителю

3. При этом поляризация также преобразуется иэ линейной в круговую. Аналогичное происходит в опорном плече. Здесь световой луч проходит линейную фазовую пластинку б, уголковый отражатель 7 и возвращается к поляризационному светоделителю 3. На поляризационном светоделителе каждый иэ возвращенных уголковыми отражателями лучей снова делится на два с одинаковыми интенсивностями и пары световых пучков, имеющих одинаковую поляризацию, интерферируют, После прохождения поляризаторов 8 и 9 интерференционные поля считываются одним из известных способов.

Интенсивйость излучения на выходе лазерного двухлучевого интерферометра типа

Майуельсона можно представить в виде:

I(L) = 11+ 12+.2 ь%Ти соаrp(L), где I> и 1г — -интенсивности интерферирующих первого и второго пучков, p (L) =

2xL

†.т вЂ,(L) — разность хода а плечах интер- ферометра;

А — длина. волны излучения лазера.

5 Следуя (3), запишем выражение для минимальной среднеквадратичной ошибки измерения разности хода L д V 1 ч.к

10 гдеА= А = (/ ГЕ

2Рр — (е — заряд электрона, F — полоса частот, Pp = k(11+ Iz); К— коэффициент пропорциональности, К = (г

=k . - — 1 — отношение максимальной ин11 тенсивности интерферирующих пучков к минимдльнои).

Из этого выражения следует, что точность измерения фазы интерференционного сигнала зависит от контраста интерференционного сигнала К.

Формула изобретения

Лазерный интерферометр, содержащий лазер, последовательно установленные светоделитель излучения на измерительное и опорное плечи, каждое из которых включает линейную фазовую пластинку и уголковый отражатель и два поляризатора, установленные соответственно на выходе интерферометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен четвертьволновой пластинкой, установленной между лазером и светоделителем, выполненным поляризационным.

1825968

à — 143l

Л

Составиель В.Климова

Редактор С. Кулакова Техред М. Моргентал Корректор A. Козориз

Заказ 2314 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Э

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