Устройство для измерения линейных и угловых смещений объекта (варианты)



Устройство для измерения линейных и угловых смещений объекта (варианты)
Устройство для измерения линейных и угловых смещений объекта (варианты)

 


Владельцы патента RU 2481553:

Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатории "АМФОРА" (RU)

Устройство по первому варианту содержит фотоприемник и источник когерентного излучения, поток которого направлен на основную светоделительную грань, пропускающую без изменения направления первый луч, имеющий первую поляризацию, и отражающую второй луч, имеющий вторую поляризацию, ортогональную первой. Основная светоделительная грань способна занимать два взаимно перпендикулярных положения. На пути первого луча установлено правое зеркало, направляющее первый луч в автоколлимационном ходе на правый отражатель, установленный на объекте. Между основной светоделительной гранью и правым отражателем установлена правая четвертьволновая пластинка. На определяемом вторым положением основной светоделительной грани пути второго луча установлено левое зеркало, направляющее второй луч на левый отражатель, установленный на объекте. Между основной светоделительной гранью и левым отражателем установлена левая четвертьволновая пластинка. На пути указанных лучей после их совмещения расположен фотоприемник. По полученным интерференционным картинам судят соответственно о линейном и угловом смещении объекта. Устройство по второму варианту содержит две светоделительные грани, расположенные согласно первому и второму положениям светоделительной грани в устройстве по первому варианту. Технический результат - повышение точности измерения линейного и углового смещения объекта. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам, предназначенным для прецизионных измерений линейных и угловых перемещений объекта, в частности к оптическим средствам данного назначения, в которых используются методы интерферометрии.

Наиболее предпочтительной областью использования изобретения являются устройства, обеспечивающие точное взаимное позиционирование объекта и измерительного или обрабатывающего инструмента. К таким устройствам относятся, например, одно-, двух- и трехкоординатные машины. Для обеспечения требуемой точности позиционирования необходимо располагать информацией о линейных и угловых смещениях их подвижных элементов. В результате использования изобретения указанные угловые и линейные смещения могут быть определены с высокой точностью.

Аналогами изобретения являются решения, раскрытые, например, в патентных публикациях US 4881815, G01B 9/02, 21.11.1989 и US 4881816 A, G01B9/02, 21.11.1989, однако в качестве прототипа выбрано решение, известное из патентной публикации US 4859066 А, G01B 9/02, 22.08.1989.

Указанным патентом был защищен интерферометр, позволяющий одновременно измерять линейные и угловые смещения объекта, на котором размещен плоский отражатель. Когерентное излучение (лазерный луч) делится на два потока, разнесенные в пространстве.

Первый поток излучения попадает на светоделительную грань, через которую проходит первый луч, имеющий первую поляризацию, а второй луч со второй поляризацией, ортогональной первой, отражается. Первый луч дважды отражается от размещенного на объекте плоского отражателя в разных точках, а второй луч дважды отражается от зеркал, неподвижных относительно светоделительной грани. Далее первый и второй лучи направляются на фотоприемник, на котором образуют интерференционную картину, позволяющую вычислить линейное смещение объекта в направлении падающих на него лучей.

Второй поток излучения также попадает на ту же светоделительную грань. Выделенные из второго потока первый и второй лучи, соответственно имеющие первую и вторую поляризации, дважды отражаются от размещенного на объекте плоского отражателя в разных точках, после чего попадают на фотоприемник. На основании данных образованной ими интерференционной картины можно рассчитать угловое смещение объекта относительно оси, перпендикулярной плоскости, определяемой линиями оптических путей падающих на объект лучей.

Однако известный интерферометр имеет существенные недостатки.

База для измерения линейного смещения объекта, равная расстоянию между точками падения на плоский отражатель первого луча, выделенного из первого потока излучения, определяется размером светоделительной грани. Величина указанной базы оказывает значительное влияние на точность измерения, особенно для крупного объекта. Изготовление светоделительной грани большого размера, достаточного для обеспечения требуемой точности измерений, связано с существенными технологическими сложностями, кроме того, использование такой светоделительной грани увеличит габариты интерферометра.

Для того чтобы угловое смещение объекта не вносило погрешности в измерение линейного смещения, ось углового смещения объекта должна располагаться строго посередине отрезка между точками падения на плоский отражатель первого луча, выделенного из первого потока излучения. Поскольку наиболее вероятным представляется расположение оси углового смещения посередине объекта, то в известном интерферометре база для определения углового смещения ограничена половиной линейного размера объекта. При увеличении указанной базы можно существенно повысить точность измерения углового смещения.

Задачей изобретения является повышение точности измерения линейного и углового смещения объекта.

Для решения поставленной задачи предложены два объекта изобретения. Первый объект изобретения представляет собой устройство для измерения линейного и углового смещения объекта, содержащее фотоприемник и источник когерентного излучения, поток которого направлен на основную светоделительную грань, пропускающую без изменения направления первый луч с первой поляризацией и отражающую второй луч со второй поляризацией, ортогональной первой поляризации. Основная светоделительная грань способна занимать два взаимно перпендикулярных положения. В первом положении светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по одну сторону от нее, в то время как во втором положении светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по разные стороны от нее.

На линии оптического пути первого луча установлено правое зеркало, сориентированное таким образом, чтобы направить указанный луч в автоколлимационном ходе на правый отражатель, установленный на объекте, при этом между основной светоделительной гранью и правым отражателем установлена правая четвертьволновая пластинка.

На определяемой вторым положением основной светоделительной грани линии оптического пути второго луча установлено левое зеркало, сориентированное таким образом, чтобы направить указанный луч в автоколлимационном ходе на левый отражатель, установленный на объекте, при этом между основной светоделительной гранью и левым отражателем установлена левая четвертьволновая пластинка.

На линии оптического пути указанных лучей после их совмещения расположен фотоприемник.

В предпочтительном случае первого объекта изобретения в каждом из указанных положений основная светоделительная грань параллельна оси углового смещения объекта. В наиболее предпочтительном варианте в первом положении основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения, а во втором положении параллельна ему.

В частном случае первого объекта изобретения между основной светоделительной гранью и левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор. Фазовый модулятор может содержать светоделительную грань модулятора, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки и первого зеркала модулятора луч, падающий со стороны основной светоделительной грани, и способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча. При этом по другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора, установлена вторая четвертьволновая пластинка и второе зеркало модулятора. По меньшей мере, одно из зеркал фазового модулятора выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча.

В частном случае первого объекта изобретения правый и левый отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».

Второй объект изобретения представляет собой устройство для измерения линейного и углового смещения объекта, содержащее первый и второй фотоприемники, а также первый и второй источники когерентного излучения, производящие соответственно первый и второй потоки излучения.

Указанные потоки излучения направлены соответственно на первую и вторую основные светоделительные грани, расположенные перпендикулярно друг другу. При этом первый фотоприемник и первый источник излучения расположены по одну сторону от первой основной светоделительной грани, в то время как второй фотоприемник и второй источник излучения расположены по разные стороны от второй основной светоделительной грани.

Первая основная светоделительная грань пропускает без изменения направления первый луч первого потока излучения, имеющий первую поляризацию, и отражает соответственно второй луч первого потока излучения, имеющий вторую поляризацию, ортогональную первой поляризации.

Вторая основная светоделительная грань пропускает без изменения направления первый луч второго потока излучения и отражает второй луч второго потока излучения, имеющие соответственно первую и вторую поляризации.

На линиях оптических путей первых лучей первого и второго потоков излучения установлены соответственно первое и второе правые зеркала, сориентированные таким образом, чтобы направить указанные лучи в автоколлимационном ходе соответственно на первый и второй правые отражатели, установленные на объекте, при этом между основными светоделительными гранями и правыми отражателями установлены первая и вторая правые четвертьволновые пластинки.

На линии оптического пути отраженного от первой основной светоделительной грани первого луча первого потока излучения и на линии оптического пути второго луча второго потока излучения установлены соответственно первое и второе левые зеркала. Указанные зеркала сориентированы таким образом, чтобы направить указанные лучи в автоколлимационном ходе соответственно на первый и второй левые отражатели, установленные на объекте. При этом между основными светоделительными гранями и левыми отражателями установлены первая и вторая левые четвертьволновые пластинки.

На линии оптического пути двух лучей первого потока после их совмещения, расположен первый фотоприемник, в то время как второй фотоприемник расположен на линии оптического пути двух лучей второго потока после их совмещения.

Первый и второй потоки излучения могут лежать в плоскости, параллельной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани. Возможен также случай, когда первый и второй потоки излучения лежат в плоскости, перпендикулярной указанной линии. Однако в обоих случаях предпочтительно, чтобы первая и вторая основные светоделительные грани были расположены параллельно оси углового смещения объекта. В еще более предпочтительном варианте первая основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения объекта, а вторая параллельна ему.

В предпочтительном случае второго объекта изобретения между первой основной светоделительной гранью и первый левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор. Фазовый модулятор может быть также установлен между второй основной светоделительной гранью и второй левой четвертьволновой пластинкой.

В наилучшем случае указанный фазовый модулятор содержит светоделительную грань модулятора, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки и первого зеркала модулятора луч, падающий со стороны основной светоделительной грани, и способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча. При этом по другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора, установлена вторая четвертьволновая пластинка и второе зеркало модулятора. Причем, по меньшей мере, одно из зеркал модулятора выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча.

В предпочтительном варианте второго объекта изобретения первый и второй правые, а также первый и второй левые отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».

Осуществление изобретения будет представлено на примере использования изобретения для измерения угловых и линейных смещений платформы координатной машины, что, однако, не является ограничением в отношении области использования изобретения.

Осуществление изобретения будет пояснено ссылками на фигуры:

фиг.1 - схема устройства для измерения линейного и углового смещения объекта по первому объекту изобретения;

фиг.2 - схема устройства для измерения линейного и углового смещения объекта по второму объекту изобретения,

Платформа 1 способна совершать линейное перемещение (далее - смещение) в направлении 2, в процессе совершения которого платформа подвержена случайным угловым смещениям в направлении 3 относительно множества осей, перпендикулярных направлению линейного смещения и плоскости изображения.

Поскольку угловое смещение платформы относительно какой-либо оси (далее - реальная ось углового смещения) можно представить как комбинацию из углового смещения платформы относительно заранее выбранной оси и соответствующего вектора поступательного перемещения платформы, то в контексте данной заявки заранее выбранной осью (далее - осью углового смещения) будет считаться ось, проходящая через центр платформы. Следует отметить, что от выбора оси в качестве оси углового смещения величина углового смещения не изменится, а измениться только вектор поступательного смещения платформы, определение которого не входит в число задач, решаемых изобретением.

Устройство, изображенное на фиг.1, содержит интерферометр 4, включающий фотоприемник 22 и источник когерентного излучения 5, поток которого падает со стороны платформы на основную светоделительную грань 7, способную пропускать первый луч, имеющий первую поляризацию, и отражать второй луч, имеющий вторую поляризацию. Полуволновая пластинка 6 позволяет путем ее вращения выровнять интенсивность светового потока первого и второго лучей.

Основная светоделительная грань способна занимать два взаимно перпендикулярных положения. В первом положении 8 основной светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по одну сторону от нее. Во втором положении 9 основной светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по разные стороны от нее. Под нахождением фотоприемника и источника излучения по одну или по разные стороны от основной светоделительной грани понимается соответствующее нахождение указанных элементов относительно плоскости, в которой расположена основная светоделительная грань.

Предпочтительно, если в каждом из указанных положений основная светоделительная грань параллельна оси углового смещения платформы, причем в наилучшем варианте первого объекта изобретения в первом положении 8 основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения платформы, а во втором положении 9 параллельна ему.

При нахождении основной светоделительной грани в первом положении, первый луч проходит через нее без изменения направления и попадает на правое зеркало 10, которое направляет его в автоколлимационном ходе на правый отражатель 11. Отразившись от правого отражателя и правого зеркала, первый луч возвращается на основную светоделительную грань. На линии оптического пути первого луча между основной светоделительной гранью и правым отражателем (в дальнейшем - правая ветвь интерферометра) установлена правая четвертьволновая пластинка 12. Специалисту в данной области ясно, что двойное прохождение линейно поляризованного луча через четвертьволновую пластинку с промежуточным отражением меняет его поляризацию на ортогональную.

Поскольку при возвращении на основную светоделительную грань первый луч имеет вторую поляризацию, он отражается в сторону левого зеркала 13, направляющего его в автоколлимационном ходе на левый отражатель 14. На линии оптического пути первого луча между основной светоделительной гранью и левым отражателем (в дальнейшем - левая ветвь интерферометра) установлена левая четвертьволновая пластинка 15, дважды пройдя через которую с промежуточным отражением от левого отражателя первый луч приобретает первую поляризацию, что позволяет ему, не изменяя направления, пройти через основную светоделительную грань.

Следует отметить, что в контексте данной заявки термины «правый» и «левый» в отношении отражателей и зеркал являются условными, важно при этом, что правой стороной считается сторона, в которую направлен первый луч после первоначального прохождения через основную светоделительную грань.

Правый и левый отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз», т.е. каждый отражатель содержит объектив (16, 17 соответственно) и расположенное в его фокусе плоское зеркало (18, 19). Применение отражателей данного типа позволяет обеспечить автоколлимационный ход луча с отражением в одной точке.

Второй луч отражается от находящейся в первом положении основной светоделительной грани, после чего совместно с первым лучом проходит через анализатор 20, который известным для специалиста в данной области способом выделяет из первого и второго лучей компоненты с однонаправленной поляризацией и совмещает лучи в одном поляризационном направлении. Далее на линии оптического пути совмещенных первого и второго лучей установлены объектив 21 и фотоприемник 22, на котором формируется интерференционная картина.

При линейном смещении платформы в направлении падения первого луча на отражатели изменяется длина оптического пути первого луча, что вызывает смещение его фазы и соответственно изменение интерференционной картины. Регистрируя указанное изменение и интерпретируя его известным для специалиста в данной области способом, можно вычислить величину линейного смещения платформы.

В случае нахождения реальной оси углового смещения платформы на линии 23, проходящей через середину отрезка, соединяющего точки падения первого луча на плоские зеркала 18 и 19, параллельно направлению падения первого луча на отражатели, угловое смещение платформы не окажет влияния на величину определяемого линейного смещения. Данный факт объясняется тем, что смещение фазы первого луча, вызванное увеличением длины его оптического пути на одной ветви интерферометра, компенсируется противоположным смещением фазы, вызванным уменьшением длины его оптического пути на другой ветви.

Для измерения углового смещения платформы устройством по первому объекту изобретения основную светоделительную грань необходимо повернуть на 90°, для того, чтобы она заняла второе положение 9.

Первый луч проходит через основную светоделительную грань без изменения направления и образует правую ветвь интерферометра. Так же, как и прежде, при возвращении на основную светоделительную грань первый луч имеет вторую поляризацию, однако в данном случае первый луч отражается от основной светоделительной грани в сторону фотоприемника.

Второй луч на этот раз отражается от основной светоделительной грани в сторону левого зеркала и проходит по левой ветви интерферометра. При возвращении на основную светоделительную грань второй луч имеет первую поляризацию, поэтому проходит через нее без изменения направления и совместно с первым лучом попадает на фотоприемник, на котором формируется интерференционная картина.

Регистрируя и интерпретируя известным для специалиста в данной области способом изменение интерференционной картины, можно вычислить относительное смещение двух точек платформы, а значит - и угловое смещение платформы относительно оси, перпендикулярной плоскости, которая определяется линиями оптических путей падающих на объект лучей.

В частном случае первого объекта изобретения между основной светоделительной гранью и левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор 24.

В предпочтительном случае фазовый модулятор содержит светоделительную грань модулятора 25, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки 26 и первого зеркала модулятора 27 луч, падающий со стороны основной светоделительной грани 7, однако способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча.

По другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора и в результате двойного прохождения через четвертьволновую пластинку изменившего свою поляризацию на ортогональную, установлена вторая четвертьволновая пластинка 28 и второе зеркало модулятора 29. Отраженный от второго зеркала модулятора луч падает на светоделительную грань модулятора с вновь измененной поляризацией, отражается от нее и продолжает путь по соответствующей ветви интерферометра.

По меньшей мере, одно из зеркал модулятора выполнено с возможность возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча, обеспечивая фазовую модуляцию. В дальнейшем интерпретация интерференционной картины осуществляется с учетом ее демодуляции, т.е. коррекции на модулирующие фазовые изменения. Применение фазового модулятора позволяет повысить точность измерений вследствие уменьшения влияния случайных помех.

Из изложенного выше примера осуществления устройства по первому объекту изобретения, а также из фиг.1 можно сделать следующие заключения. В целях установления базы, достаточной для обеспечения высокой точности измерения линейного смещения, в данном случае не требуется увеличивать размер основной светоделительной грани. Она может иметь небольшой размер и быть выполнена с высокой точностью. Кроме того, база для измерения углового смещения более не ограничивается половиной линейного размера платформы, а может быть выполнена на весь ее линейный размер. Под базами для измерения линейного и углового смещений понимаются расстояния между точками падения соответствующих лучей на отражатели, установленные на платформе.

Устройство по первому объекту изобретения позволяет производить измерения линейного и углового смещений объекта последовательно, таким образом измерения оказываются разнесенными во времени. Однако в некоторых случаях целесообразно осуществлять измерения указанных величин одновременно, что реализовано в устройстве по второму объекту изобретения, в котором использован принцип пространственного разнесения измерений.

Устройство по второму объекту изобретения, представленное на фиг.2, отличается от устройства по первому объекту тем, что содержит два интерферометра - первый 104 и второй 204. Первая и вторая основные светоделительные грани 107 и 207 интерферометров неподвижны и занимают положения, соответствующие первому и второму положениям основной светоделительной грани интерферометра по первому объекту изобретения. В данном случае основные светоделительные грани смещены относительно друг друга в направлении оси углового смещения платформы.

Устройство содержит первый и второй источники когерентного излучения 105 и 205, воспроизводящие соответственно первый и второй потоки излучения. Источники могут быть выполнены в виде двух генераторов излучения или одного общего генератора излучения с последующим разделением излучения на два потока при помощи, например, системы зеркал. В последнем случае в качестве первого и второго источников излучения выступают соответствующие зеркала, направляющие первый и второй потоки излучения соответственно на первую и вторую основные светоделительные грани.

В наиболее предпочтительном случае устройство снабжено общим генератором излучения, выдающим излучение широким фронтом так, что оно покрывает сразу две основные светоделительные грани. В этом случае считается, что общий генератор излучения содержит два источника излучения, причем часть излучения, попадающая на первую основную светоделительную грань, представляет собой первый поток и происходит от первого источника, а часть излучения, попадающая на вторую основную светоделительную грань, представляет собой второй поток и происходит от второго источника.

Функционирование интерферометра 104 полностью аналогично функционированию интерферометра 4 первого объекта изобретения при нахождении его основной светоделительной грани в первом положении 8, а функционирование интерферометра 204 полностью аналогично функционированию интерферометра 4 первого объекта изобретения при нахождении его основной светоделительной грани во втором положении 9.

Интерферометр 104 содержит первую полуволновую пластинку 106, первое правое зеркало 110, первый правый отражатель 111, первую правую четвертьволновую пластинку 112, первое левое зеркало 113, первый левый отражатель 114, первую левую четвертьволновую пластинку 115, первый анализатор 120, первый объектив 121 и первый фотоприемник 122.

Интерферометр 204 содержит вторую полуволновую пластинку 206, второе правое зеркало 210, второй правый отражатель 211, вторую правую четвертьволновую пластинку 212, второе левое зеркало 213, второй левый отражатель 214, вторую левую четвертьволновую пластинку 215, второй анализатор 220, второй объектив 221 и второй фотоприемник 222.

Первое и второе правые зеркала так же, как и плоские зеркала первого и второго правых отражателей, могут быть выполнены в виде одного элемента - правого зеркала и правого плоского зеркала отражателя. Указанное справедливо и для соответствующих левых элементов.

В предпочтительном случае второго объекта изобретения интерферометры 104 и 204 снабжены фазовыми модуляторами 124 и 224, причем представляется целесообразным выполнение указанных фазовых модуляторов аналогично фазовому модулятору 24 интерферометра по первому объекту изобретения.

Первый и второй правые, а также первый и второй левые отражатели могут быть выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».

В устройстве, представленном на фиг.2, первый и второй потоки излучения лежат в плоскости, параллельной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани. В этом случае все элементы интерферометров смещены друг относительно друга в направлении линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани. Кроме того, в изображенном на фиг.2 устройстве линия пересечения указанных плоскостей параллельна оси углового смещения платформы и, таким образом, проекции всех элементов интерферометров на плоскость фигуры совпадают (за исключением основных светоделительных граней).

Следует отметить, что устройство по второму объекту изобретения может иметь иное пространственное расположение интерферометров 104 и 204. Например, первый и второй потоки излучения могут лежать в плоскости, перпендикулярной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани. В таком случае ветви интерферометров располагаются в одной плоскости. Предпочтительно, чтобы линия пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани была параллельна оси углового смещения.

При любом пространственном расположении интерферометров в наилучшем варианте второго объекта изобретения первая основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения платформы, а вторая параллельна ему.

Как и в первом объекте изобретения, база, достаточная для высокой точности измерений линейного смещения платформы, обеспечивается независимо от размера первой основной светоделительной грани. Благодаря указанному факту, основные светоделительные грани могут иметь небольшой размер и быть выполнены с высокой точностью. Достигается также увеличение базы для определения углового смещения платформы, что способствует повышению точности измерений.

1. Устройство для измерения линейного и углового смещения объекта, содержащее фотоприемник и источник когерентного излучения, поток которого направлен на основную светоделительную грань, пропускающую без изменения направления первый луч, имеющий первую поляризацию, и отражающую второй луч, имеющий вторую поляризацию, ортогональную первой поляризации, причем
основная светоделительная грань способна занимать два взаимно перпендикулярных положения, в первом из которых фотоприемник и источник излучения находятся по одну сторону от основной светоделительной грани, в то время как во втором положении основной светоделительной грани фотоприемник и источник излучения находятся по разные стороны от нее,
на линии оптического пути первого луча установлено правое зеркало, сориентированное таким образом, чтобы направить указанный луч в автоколлимационном ходе на правый отражатель, установленный на объекте, при этом между основной светоделительной гранью и правым отражателем установлена правая четвертьволновая пластинка,
на определяемой вторым положением основной светоделительной грани линии оптического пути второго луча установлено левое зеркало, сориентированное таким образом, чтобы направить указанный луч в автоколлимационном ходе на левый отражатель, установленный на объекте, при этом между основной светоделительной гранью и левым отражателем установлена левая четвертьволновая пластинка,
на линии оптического пути указанных лучей после их совмещения расположен фотоприемник.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждом из указанных положений основная светоделительная грань параллельна оси углового смещения объекта.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в первом положении основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения, а во втором положении - параллельна ему.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между основной светоделительной гранью и левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что фазовый модулятор содержит светоделительную грань модулятора, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки и первого зеркала модулятора луч, падающий со стороны основной светоделительной грани, и способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча,
по другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора, установлены вторая четвертьволновая пластинка и второе зеркало модулятора, при этом,
по меньшей мере, одно из зеркал модулятора выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что правый и левый отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».

7. Устройство для измерения линейного и углового смещения объекта, содержащее первый и второй фотоприемники, а также первый и второй источники когерентного излучения, производящие соответственно первый и второй потоки излучения,
указанные потоки излучения направлены соответственно на первую и вторую основные светоделительные грани, расположенные перпендикулярно друг другу, причем
первый фотоприемник и первый источник излучения расположены по одну сторону от первой основной светоделительной грани, в то время как второй фотоприемник и второй источник излучения расположены по разные стороны от второй основной светоделительной грани,
первая основная светоделительная грань пропускает без изменения направления первый луч первого потока излучения, имеющий первую поляризацию, и отражает соответственно второй луч первого потока излучения, имеющий вторую поляризацию, ортогональную первой поляризации,
вторая основная светоделительная грань пропускает без изменения направления первый луч второго потока излучения и отражает второй луч второго потока излучения, имеющие соответственно первую и вторую поляризации,
на линиях оптических путей первых лучей первого и второго потоков излучения установлены соответственно первое и второе правые зеркала, сориентированные таким образом, чтобы направить указанные лучи в автоколлимационном ходе соответственно на первый и второй правые отражатели, установленные на объекте, при этом между основными светоделительными гранями и правыми отражателями установлены первая и вторая правые четвертьволновые пластинки,
на линии оптического пути отраженного от первой основной светоделительной грани первого луча первого потока излучения и на линии оптического пути второго луча второго потока излучения установлены соответственно первое и второе левые зеркала, которые сориентированы таким образом, чтобы направить указанные лучи в автоколлимационном ходе соответственно на первый и второй левые отражатели, установленные на объекте, при этом между основными светоделительными гранями и левыми отражателями установлены первая и вторая левые четвертьволновые пластинки,
на линии оптического пути двух лучей первого потока после их совмещения расположен первый фотоприемник, в то время как второй фотоприемник расположен на линии оптического пути двух лучей второго потока после их совмещения.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что первый и второй потоки излучения лежат в плоскости, параллельной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что первый и второй потоки излучения лежат в плоскости, перпендикулярной линии пересечения плоскостей, в которых расположены первая и вторая основные светоделительные грани.

10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что первая и вторая основные светоделительные грани расположены параллельно оси углового смещения объекта.

11. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что первая основная светоделительная грань перпендикулярна направлению линейного смещения объекта, а вторая - параллельна ему.

12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что между первой основной светоделительной гранью и первый левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор.

13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что между второй основной светоделительной гранью и второй левой четвертьволновой пластинкой установлен фазовый модулятор.

14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что фазовый модулятор содержит светоделительную грань модулятора, отражающую в сторону четвертьволновой пластинки и первого зеркала модулятора луч, падающий со стороны основной светоделительной грани, и способную пропускать луч с поляризацией, ортогональной поляризации указанного луча,
по другую сторону светоделительной грани модулятора на линии оптического пути луча, отраженного от первого зеркала модулятора, установлена вторая четвертьволновая пластинка и второе зеркало модулятора, при этом
одно из зеркал модулятора выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении падающего на него луча.

15. Устройство по п.7, отличающиеся тем, что первый и второй правые, а также первый и второй левые отражатели выполнены по оптической схеме «кошачий глаз».



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам оптических спектральных приборов, в частности к устройствам интерферометров. .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к профилометрии, топографии. .

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании волоконно-оптических гироскопов и других датчиков физических величин на основе одномодовых волоконных световодов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к профилометрии, топографии. .

Изобретение относится к оптическим методам контроля слоев наноразмерной толщины в инфракрасном (ИК) излучении и может быть использовано как в физико-химических исследованиях динамики роста переходного слоя на проводящей поверхности, так и в технологических процессах для контроля толщины и однородности тонкослойных покрытий металлизированных изделий и полупроводниковых подложек.

Изобретение относится к измерительной технике и, более конкретно, к интерференционным датчикам температуры. .

Изобретение относится к области определения механических свойств материалов путем приложения заданных нагрузок. .

Изобретение относится к области интерференционной оптики и может быть использовано, например, в микроскопах. .

Изобретение относится к формированию изображения с использованием оптической когерентной томографии в Фурье-области. .

Изобретение относится к измерительным приборам неразрушающего контроля технологического оборудования атомных электростанций в условиях затрудненного доступа, в сильных радиационных полях, в жидких и воздушных средах, а именно для дистанционного визуального контроля реакторного пространства, внутренней поверхности технологических каналов, элементов графитовой кладки, подводных металлоконструкций транспортно-технологических емкостей, трубопроводов, сосудов, емкостей, полостей и т.п.

Изобретение относится к области стереоскопии для получения трехмерной информации об объекте на основе пары двумерных изображений этого объекта. .

Изобретение относится к дистанционному контролю (мониторингу) объектов электроэнергетики и предназначено для получения данных об угрожающих работе высоковольтной воздушной линии электропередачи (ВЛ) воздействиях естественного или техногенного происхождения, представления полученных данных о выявленных угрозах на мониторе пульта управления работой ВЛ (например, диспетчерского пульта).

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения взаимного разворота разнесенных в пространстве объектов, проверки скручивания поверхностей относительно друг друга, для параллельного переноса визирной линии, для передачи на расстояние базового направления и др.

Изобретение относится к технологии экспресс-анализа качества вяжущего материала (связки) на основе -оксида алюминия, применяемого для изготовления огнеупоров. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для бесконтактного оптического измерения физических параметров прозрачных объектов, как-то профиля, толщины стенки.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для прецизионного измерения расстояний
Наверх