Способ определения перемещения светового поляризованного луча
с ! I
О П И СА Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДИЕйЬСТВУ
Сома Ссеетсйих
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
МПК б 02b 27.00
Заявлено 26.V1.1970 (№ 1453046.26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 19.Х1.1971. Бюллетень № 35
Дата опубликования описания 31.1.1972
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 535.568 (088.8) Авторы изобретения
В. Ф. Мартынов и С. А. Коротков
Заявитель
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СВЕТОВОГО
ПОЛЯРИЗОВАННОГО ЛУЧА
Изобретение относится к области прикладной оптики, в частности к инженерной геодезии, использующей лазерные геодезические инструменты.
В связи с широким внедрением лазерных генераторов в инженерную геодезию возникает проблема измерения смещения луча в плоскости, поперечной направлению его распространения. Малый угол расходимости лазерного луча принципиально позволяет получать очень высокие точности таких отсчетов на довольно больших расстояниях. При визуальном наблюдении точность отсчетов составляет около 115 мм на расстояниях до 700 м.
Известные методы автоматического контроля положения луча (следящие системы, дискретные многоэлементные устройства и др,) не дают требуемой точности в связи с инерционностью отрабатывающих узлов, либо в связи с дискретностью фоточувствительных входных зрачков, При установке таких систем на движущихся объектах (бульдозерах, земснарядах, путерихтовочных машинах и т. п.) возникают значительные ошибки и пропуски отсчета в определении положения относительно луча. Такие же ошибки наблюдаются, если объект неподвижен, а луч перемещается.
По предлагаемому способу перед приемником света устанавливают кювету переменной толщины, изготовленную из вещества, вращающего плоскость поляризации, причем чо углу поворота плоскости поляризации луча на выходе из кюветы судят о смещении светового луча относительно приемника кюветы. Это
5 позволяет создать ряд оптико-электронных безинерционных систем для непрерывного определения положения луча с высокой разрешающей способностью.
На чертеже показаны схемы, поясняющие
10 предлагаемый способ.
Поляризованный световой луч Л (в частности луч газового лазера), пройдя защитную систему 1, которая предохраняет устройство
15 в целом от посторонних засветок и выполняется в виде интерференционного светофильтра или поляроида, попадает на прозрачную грань (катет) кюветы 2, заполненной веществом 8, вр ащающим плоскость поляризации. После
20 про; îæäåíèÿ этого вещества луч проходит сквозь вторую прозрачную грань 4 (гипотенузу).
Далее любым известным способом (линзой, зеркалом) свет фокусируется на фотоприем25 ник 5, перед которым установлен поляроиданализатор 6. Плоскость поляризации анализатора любым известным способом (механически или электрически) качается в пределах от 0 до 90 по отношению к той плоскости по30 ляризации, которую имеет первичный луч Л .
321780
1 2
Составитель В. Зверев
Техред А. Камышникова
Корректор О. Тюрина
Редактор Н. Корченко
Изд, № 1783
Заказ 39/11
Тираж 473
Подг ясное
Типография, пр. Сапунова, 2
Этот угол поворота определяется при помощи анализатора по максимуму сигнала на фотоприемнике.
Максимальный сигнал с фотоприемника и сигнал о соответствующем повороте плоскости поляризации анализатора подаются на регистрирующее устройство 7. Если луч перемещается по катету кюветы и занимает положение, например, луча Л, то это отражается на регистрирующем устройстве в виде нового отсчета угла поворота поляризации, так как луч Л. гроходит большую толщину вещества в кювете, чем луч Л,. Теперь достаточно прокалибровать все устройство в единицах перемещения луча вдоль катета по углу поворота плоскости поляризации анализатора, и схема готова к измерениям.
Кювета может быть выполнена в виде треугольника с прямоугольными гипотенузой и катетом (см. вариант а). Соблюдение этого условия не обязательно. Для изменения разрешающей способности на определенных участках кюветы допустимо отклонение от прямой линии. Можно, например, сделать кювету с гиперболической или параболической кривой вместо прямолинейной гипотенузы или катета (см. варианты б, в, г). Тогда отчет уровня будет происходить в том масштабе, каким характеризуется возрастание оптической длины пути луча внутри кюветы. Таким образом, главным фактором является переменная толщина вещества, вращающего плоскость поляризации на пути принимаемого светового луча.
Предлагаемый способ позволяет делать непрерывный отсчет положения луча, так как
5 нет набора дискретных фотоприемников, и также обеспечивает проведение практически безинерционного отсчета, так как нет никаких движущихся частей механической следящей системы. Точность метода такова, что дает
10 возможность определять минимальные перемещения луча (не более 1 см), а это соответствует повороту плоскости поляризации на
1+1,5 для растворов самых распространенных веществ (сахар, кодеин и т. д.). Разре15 шающую способность метода легко изменить, подбирая ту или иную концентрацию вещества в кювете, угол наклона гипотенузы к катету и качество изготовления поляроида-анализатора, 20 Предмет изобретения
Способ определения перемещения светового поляризованного луча относительно фоточувствительного отсчетного устройства, реагирую щего на это перемещение, отличающийся тем, 25 что, с целью обеспечения непрерывности от. счетов, перед приемником света устанавливают кювету переменной толщины, изготовленную из вещества, вращающего плоскость поляризации, при этом по углу поворота плоско30 сти поляризации луча на выходе из кюветы судят о смещении светового луча относительно приемника кюветы.
