Способ определения разности хода интерферирующих лучей

 

описднии

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 715928

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зая влено 15.02.78 (21) 2584542/18-25 с присоединением заявки РЙ (6) М. К. .

G 01 В 9/02

Ваудэрствеииый комитет

СССР,ао делам изобретений и еткрмтий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.80. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 25.02.80 (53) УДК 535,411 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Медовиков и М. T. Прилепин

Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии

/ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ХОДА

ИНТЕРФЕРИРУЮЩИХ ЛУЧЕЙ

Изобретение относится к области оптической интерферометрии и может быть использовано для измерения расстояний в геодезии.

Известны способы определения разности хода, основанные на измерении дробных частей порядка интерференции при использовании нескольких известных.длин волн источника света (1).

Недостатком таких способов является необходимость приближенного измерения разности хода, а также использование нескольких длин волн источника света. Известны также способы, основанные на счете числа интерференционных полос, прошедших поле зрения фотоприемника (2).

Недостатком этих способов является необходимость перемещения концевого отражателя по специальным направляющим, что при расстоянии в несколько сот метров невозможно из-за неподходящего рельефа местности.

Наиболее близким к данному изобретению является способ определения разности хода интерферирующих лучей, основанный на испольэовании зависимости контраста от разности и длины когерентности источника света (3).

Недостаткам известного способа является сложность процесса измерений, связанная с необходимостью перемещения концевого отражателя и использования наборов источников света с известной длиной когерентности.

Целью изобретения является упрощение процесса измерений при определении разности хо16 да интерферирующих лучей.

Цель достигается тем, что в известном способе определения разности хода интерферирующих лучей, основанном на использовании зависимости контраста интерференционной картины

or разности хода и длины когерентности ис- .

IS точннка света, изменяют длину когерентносги источника света, находят не менее двух последовательных минимумов контраста интерференционной картины, определяют по ннм средние значения длины когерентности, а разносгь хода

26 лучей находят из соотношения, связывающего ее значение со средними значениями длин когерентностя, при этом точную зависимость контраста or длины когерентности и разности хода

3 7 определяют по измерениям на калибровочной линии переменной длины.

На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит источник излучения 1 с регулируемой длиной когерентности, полупро. зрачное зеркало 2, калибровочную линию 3 пе- ременной длины в опорном плече интерферометра, фотоприемник рабочего плеча и регистрируюп!ее устройство 5, отражатель 6 рабочего плеча интерферометра.

Устройство работает следующим образом.

Излучение источника 1 расщепляется зеркалом 2 на два пучка. Один из них проходит калибровочную линию 3 переменной длины в опорном плече интерферометра в прямом и обратном направлениях, а затем после прохождения зеркала 2 попадает на фотоприемник 4 регистрирующего устройства 5. Второй луч проходит до отражателя 6 рабочего плеча интерферометра, отражается от него и зеркалом 2 направляется на фотоприемник регистрирующего устройства 5, где он интерферирует с первым пучком.

Для нахождения разности хода сначала с помощью калибровочной линии 3 переменной длины в положении отражателя 6, показанном на чертеже позицией 7, измеряют зависимость контраста К(Ь!с) интерференционной картины от длины когерентности при известных значениях разности хода Ь, т. е, осуществляют градуировку источника по длине когерентности.

Затем отражатель 6 устанавливают в рабочее положение и изменением длины когерентности источника света находят последовательно не менее двух минимумов контраста. Повторяют градуировку длины когерентности источника, а разность хода интерферирующих лучей находят, пользуясь средними значениями первой и второй градуировок IIo формуле с„ а, р <Й

4 са где f и Р— средние значения длины коге-с

15928 4 ретности при двух последовательных минимумах контраста. Если число минимумов больше, то для определения б, можно, пользоваться .способом наименьших квадратов.

Точность определения разности хода б при заданной точности измерения контраста определяется длиной когерентности !, при которой производятся измерения, а также конкретным видом функции К(б, ). В настоящее время о доступно измерять K(5) фотоэлектрическим пу-тем с точностью 10, что реализует практически все запросы к линейным измерениям в полевых условиях, не обеспечиваемые светодальномерами или инвартными проволоками.

Формула изобретения

Способ определения разности хода интерфе\

2О рирующих лучей, основанный на использовании зависимости контраста интерференционной картины от разности хода и длины когерентности источника света, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерений,; изме25 няют длину когерентности источника света, находят не ме!атее двух последовательных минимумов контраста интерференционной картины, определяют по ним средние значения длины когерентности, а разность хода лучей находят из эп соотнОшения связывающего ее значения со средними значениями длин когерентности, при этом точную зависимость контраста от длины когеретности и разности хода определяют по измерениям на калибровочной линии переменной

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М., "Наука", 1973, с, 271.

4ц 2. Шестопалов Ю. Н. Оптико-электронный при. прибор для измерения линейных перемещений, Измерительная техника, 5 4, 1972, с. 15 — 17.

3. Хирд Г. -Измерение лазерных параметров

М., Мир, 1970, с. 365 — 379 (прототип).

715928

Редактор И. Шубина

Тираж 80! Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9511/37

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

Составитель А. Медведев

Техред О.Андрейко Корректор Ю. Макаренко