Позиционно-чувствительный датчик с магнитооптической модуляцией

 

СПИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскмн

Социалистических

Республик .684483

К АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ (6!) ДОполнительное к авт. свид-ву

2 (22) Заявлено 01.07.77(2 ) 2503490/18-25 (51) M. Кл. с присоединением заявки № (23) Приоритет

902 F 1/09

Государственный комитет

СССР оо делам иэабретений н открытий

Опубликовано05.09. 79 Бюллетень ¹33

Дата опубликования описания08.09.79 (53) УДК 538.61 (0 88. 8) (72) Автор изобретения

И. П. Петухов (71) Заявитель (54) ПОЗИБИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК

С МАГНИТООПТИЧЕСКОЙ МОЙУЛЯБИЕЙ

Изобретение относится к оптикоалектронным устройствам, предназначенным для измерения параметров контрол ируемых объектов и может быть использовано в прецизионно-поляриметрических устройствах, магнитометрии, в полляризационных

Ф автоколл иматорах.

Известно устройство, в котором модулятор содержит два поляризатора и установленный между ними магнитооптический элемент с подмагничиваюшей катушкой, о при атом магнитооптический элемент выполнен в виде призмы; разделение пучка в устройстве осушествляется делителем излучения (1).

Однако известное устройство имеет недостаточную надежностьтсвязанную с наличием вспомогательных оптических элементов и с конструкцией магнитооптического элемента.

Наиболее близким техническим ре20 шением является позиционно-чувствительный датчик с магнитооптической модуляцией монохроматического излучения, содержаший поляризатор, анализатор и расположенный между ними цилиндрический магнитооптически активный элемент с подмагничиваюшей катушкой (2).

Однако атот известный датчик сложный и недостаточно надежный.

Белью изобретения является упрошение конструкции и повышение надежности

Юля этого между магнитооптически активным элементом и анализатором установлена фазовая полуволновая пластина, выполненная в виде полуцилиндра, плоскость боковой грани которого cosмешена с плоскостью, проходяшей через оптическую ось датчика, при этом оптическая ось фазовой полуволновой пласти» ны ориентирована по направлению пропускания поляризатора, а магнитооптически активный элемент выполнен из однородного материала.

На фиг. 1 приведена схема датчика; на фиг. 2 и 3 - графики, поясняюшие работу датчика..

684483

Позиционно-чувствительи.(A датчик с магнитооптической модуляцией монох роматического излучения содержит поляризатор 1, анализатор 2, ось главного пропускания которого ориентирована под о углом 45 к оси главного г;ропускания поляризатора, однородный магнптоактивный элемент 3, полмагничиваюшую катушку 4 и фазовую полуволновую пластину 5, оптическая ось которой совмецжна с осью главного пропускания поляризатора 1, при этом разделение светового потока обеспечивается фазовой полуволновой пластиной.

Векторы П и П Z (см. фиг. 2 и 3) условно показывают направления плоскости поляризации излучения, задаваемой поляризатором 1 и анализатором 2 соответственно, а векторы Il и Г1 — на5 правления плоскости поляризации излучения, выходяшего, из магнитноактивного элемента 3 и полуволновой пластины 5 соответственно. При этом оптическая ось 7 полуволновой пластины 5 коллинеарна оси лавного пропускания П,1

Угол 9 опрелеляет поворот плоскости поляризации излучения магнитоактивным элементом 3 при воздействии на него магнитного поля катушки 4, а @ -угол между оптической осью полуволновой пластины 5 и плоскостью поляризации излучения, вышедшего из пластины 5.

Датчик работает следукнцим образом.

Монохроматическое излучение, пройдя поляризатор 1, становится линейнополяризованным и плоскость поляризации

его совпадает с вектором П < (оптическая ocb пластины 5). Затем под воздействием магнитного поля катушки 4 в .магнитоактивном элементе 3 плоскость поляризации излучения поворачивается на угол Ео (вектор l1 > ). Так как плоскость поляризации,,входяшего в полуволновую пластину 5 излучения составляет угол 6 с осью Z этой пластины, то после прохождения излучения через эту пластину плоскость поляризации последнего повернется на угол бо относительно оптической оси 7 (вектора П4).

LLanee излучение проходит анализатор 2.

Если полуволновая пластина 5 делит выходяшее излучение пополам, то, модулируясь на выходе анализатора 2 в противофазе, эти излучения не вызовут переменного сигнала рассогласовани (см. фиг.2). 4

В случае же нарушения равенства выхоляших излучений на выходе анализатора 2 появится переменный световой с игнал рассогласования. Этот случай неравенства выходя пик излучений условно показан на фиг. 2б различными длинами векторов П и 11 . в отличие от первого случая (см. фиг. 2а).

Конструкция такого латчика проше и надежнее, чем аналогичные конструкции известных латчиков. Так, в рассмотренном выше аналогичном датчике сушественно необходимым является то, чтобы части магнитоактивного элемента обладали олиHBKoDblMH писперсионными характеристнками, т.е. при изменении частоты излучения или температуры окружаюшей срелы прирашение угла поворота плоскости пор0 ляризации каждой из частей составного модулятора должно быть одинаковым.

С1лнако вырашивание магнитооптически активных материалов с указанными свойствами — технически сложная задача.

25 Тех нико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с прототипом заключается в упрошении конструкции и повышении надежности датчика.

11ри использовании такого датчика в прецизионных пол яриметрических устройствах, например автоколл иматорах, может быть сушественно увеличена стабильность их функционирования, а следовательно, улучшены их точностные и динамические х ара ктер ис тики.

Формула изобретения

Позиционно-чувствительный датчик с магнитооптической модуляцией монохроматического излучения, содержащий поляризатор, анализатор и расположенный

45 между ними цилиндрический магнитооптически активный элемент с подмагничиваюшей катушкой, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью упрошения конструкции и повышения надежности, между

50 магнитооптически активным элементом и анал изатором установлена фазовая полуволновая пластина, выполненная в виле полуцилинлра, плоскость боковой грани которого совмешена с плоскостью, 55 проходяшей через оптическую ось дат чика, при этом оптйческая ось фазовой е полуволновой пластины ориентирована по направлению пропускания полярнзато684483 ра, а магнитооптически активный элемент выполнен из однородного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 106302, кл, G 02 В 27/12, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР № 491916, кл. G 02 F 1/22, 26.01.73.

Составитель 3. Ляшенко

Редактор А. Зиньковский Техред И. Асталош Корректор Н. Горват

Заказ 5282/40 Тираж 588 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4