Измеритель перемещений

 

Союз Советскик

Социалистическни

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВУ

<„>847018 (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву р )м. к. (22) Заявлено 05L1079 (21) 2827064/25-28

Ъ с присоединением заявки ИУ

G 01 В 4.1/00

G 01 В 9/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений. и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,0781. оюллетень 26

Дата опубликования описания 150781 (53) УДК 531 ° 715. .27 (088.8) (72) Авторы изобретения

М, И. Захаров и В.Д. Прилепс г осъемкн .t (71) Заявитель.

Новосибирский институт инженеров и картографии (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения перемещений.

Известен измеритель перемещения, основанный на интерферометре Майкельсона (1 .

Данный измеритель не обеспечивает высокую чувствительность измерения. 1О

Наиболее близким к изобретению является измеритель перемещений,. содержащий источник монохроматического линейно-поляризованного света и последовательно расположенные на его пути призму Волластона, линзу, пер-. вое зеркало, фазовую пластину (четвертьволновую) и второе зеркало, и блок фотоэлектрической регистрации (21 .

Недостатком известного измерителя является малая чувствительность измерения.

Цель изобретения — повышение чувствительности измерения.

Поставленная цель достигается тем, 25 что измеритель снабжен послЕдовательно расположенными между источником ,монохроматического линейно-поляризо- . ванного .света и первым зеркалом светоделителем и второй фаэовой пласти- 30 ной, а зеркала установлены перпендикулярно оси светового пучка.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема измерителя перемещения, на фиг. 2 — кривая эффективного коэффициента отражения%, интерферометра в зависимости от его оптической длины !..

Измеритель перемещений (фиг. 1) содержит источник 1 монохроматического линейно-поляризованного света (например, одночастотный лазер с поляризатором), светоделитель 2 многолучевой аниэотропный отражакиций интерферометр, образованный зеркалами 3 и 4 и фазовыми пластинами 5 и 6, и блок 7 фотоэлектрической регистрации, Зеркала 3 и 4 установлены перпендикулярно оси светового пучка источника 1 света и нанесены на фазовые пластины 5 и 6 (зеркало 3 нанесено на фаэовую пластину 5, а зеркало

4 — на фазовую пластину 6). Другие поверхности фазовых ластйн 5 и 6 просветлены. Пропускание светоделителя 2 выбрано таким, чтобы осуществлялась оптическая развязка между аниэотропным отражающим интерферометром и источником 1 света. Величина ани- . эотропии 8 фаэовой пластины 5, ориен-

847018 тация ее оптической оси относительнс направления электрического вектора линейно-поляризованной падающей све" товой волны угол d и угол между оптическими осями фазовых пластин

5 и 6 связаны между собой следующими соотношениями сos 29= ctg2d ° оса 2 р>

Фя 29. соъ 2)Ъ = -1

Фазовая пластина 6 выбрана четверть.волновой. Коэффициент отражения зеркала 4 взят предельно близким к единице, а коэффициент отражения (г) зеркала 3 выбран в соответствии с требуемой чувствительностью согласно уравнения

1-r

2К и где A L - величина измеряемого перемещения; — длина волны источника 1 света;

g к - изменение эффективного коэффициента отражения интерферометра.

Предлагаемый измеритель работает

" следующим образом.

Излучение от источника 1 монохроматического линейно-поляризованного света, стабилизированного по частоте, частично отражаясь от светоделителя

2, попадает на анизотропный интерферометр, образованный .зеркалами 3 и 4 и фазовыми пластинами 5 и 6, Отраженная интерферометром волна в общем случае эллиптически поляризована.

В зависимости от оптической длины интерферометра различны величины параллельной (электрическому вектору 40 падающей волны) Ец и перпендикулярной Е,. компонент электрического век. тора отраженной световой волны. При изменении оптической длины интерферометра компоненты Е» и Е, электри- 4 ческого вектора отраженной волны изменяются по величине см. участок а-в на фиг. 2, где эффективный коэффициент отражения 1(/ Eu(а

/Е /2 1- Е, причем одна из них уменьшается, а другая — увеличивается. Анализируя соотношение интенсив. ностей этих компонент блок 7 фотоэлектрической регистрации (в соответствии с графиком фиг. 2) определяет перемещения одного зеркала интерферометра относительно другого.

Таким образом измеряются изменения расстояния между точками, в которых закреплены зеркала 3. и 4. При таком расположении зеркал и введении дополнительной фазовой пластины имеет место многолучевая интерференция поляризованного света, что приводит к повышению чувствительности измери теля перемещений.

Предлагаемый измеритель позволит измерять перемещения в 10-100 раз (в зависимости от коэффициента отражения r зеркала 3) меньшие, чем наиболее чувствительные измерители перемещений, построенные на основе интерферометра Дайсона.

Формула изобретения

Измеритель перемещений, содержащий источник монохроматического линейно-поляризованного света и последовательно расположенные íà его пути первое зеркало, фазовую пластину и второе зеркало, и блок фотоэлектрической регистрации, о. т л и— ч а ю шийся .тем, что, с целью повышения чувствительности. измерения, он снабжен последовательно расположенными между источником монохроматического линейно-поляризованного света и первым зеркалом светоделителем и второй фазовой пластиной, а зеркала установлены перпендикулярно оси светового пучка, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 376653, кл. G 01 В 9/02, 1971.

2. Бутиков Е.И. и др. измеритель перемещений. "Оптико-механическая промышленность", 1975, 9 7, с. 3-5 (прототип).

847018

Фиг. 2

Составитель Л. Лобзова

Редактор Н. Ромжа Техреду. Кастелевич Корректор М лароши

Заказ 5462/61 Тирам 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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