Интерферометр для измерения расстояний

(51)5 ОСУДАРСТВЕ ННЬО ИЗОБРЕТЕНИРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН)ЪъЮ кии институт сском госуда р- И.Ленина родишенин, Е.Ф.Титков и ССР85,ЗМЕРЕНИЯ к контрольно жет быть ис змерениях на етрии, Целью АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Н ауч но-исследо в а тел ьсядерных проблем при Белоруствен нам университете им. В,(57) Изобретение относитсяизмерительной технике и мопользовано в прецизионных иоснове лазерной интерфером изобретения является расширение диапазона измерений за счет исключения влияния ограниченности длины когерентности источника света. Излучение от лазера 1, пройдя через первую четвертьволновую пластинку 2, становится циркулярно поляризованным,и двулучепреломляющий кристалл 3, работающий в четвертьволновом режиме, под воздействием гармонического сигнала от СВЧ-генератора 10 трансформирует поляризацию в линейную, ориентация которой поворачивается по гармоническому закону. Отразившись от зеркала 6, закрепленного на контролируемом объекте, излучение попадает на дополнительный двулучепреломляющий кристалл 8, после чего расщепляется призмой Волластона. 1 ил.ройство для измерения отношения интенсивности двух сигналов.Максимальное отношение двух сигналов с фотоприемников 12 и 13 будет придлине оптического пути коллиматор 5 - зеркало б - коллиматор 5, кратной длине волнывращения плоскости поляризации лазерного излучения, Измеряемое расстояние 1 определяется соотношением1. = 4 Т - (М +) + К,где й - целое число, известное из приближенного значения расстояния 1;Т = 1/1,- частота колебаний СВЧ-генератора;и - показатель преломления среды (на-.пример, воздуха);с - скорость света в вакууме;7= агс 19 11/12, 11 и 12 - интенсивностисигналов с фотоприемников 12 и 13;К- постоянная интерферометра,При использовании интерферометраотпадает необходимость в применении высокостабилизированных источников лазерного излучения с длиной когерентностипорядка длин базы интерферометра, Точность измерения зависит только от точностичастоты СВЧ-генератора и точности регистрации фазы р и может составлять порядок10 относительных единиц,Формула изобретенияИнтерферометр для измерения расстояний. содержащий источник света, последовательно уСтановленные по ходу излучениядвулучепреломляющий кристалл, полупрозрачное зеркало, коллиматор, зеркало, установленное с возможностью перемещениявдоль направления излучения, и фотоприемник. блок измерения отношения сигналови СВЧ-генератор, выход которого электрически соединен с кристаллом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширениядиапазона измерений, интерферометр снабжен первой и второй четвертьволновымипластинками, дополнительным двулучепреломляющим кристаллом, дополнительным фотоприемником и призмой Валастона, перваячетвертьволновая пластинка размещена между источником света и двулучепреломляющимкристаллом, дополнительный двулучепреломляющий кристалл, вторая четвертьволнов упластинка и призма Валастона установле Ьпоследовательно по ходу излучения между полупрозрачным зеркалом и фотоприемником,5 дополнительный фотоприемник размещен походу дополнительно разделенного призмойВаластона излучения, а дополнительный двулучепреломляющий кристалл электрическисоединен с выходом СВЧ-генератора. Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при прецизионных измеренияхрасстояний на основе лазерной интерферометрии; 5Цель изобретения - расширение диапазона измерений за счет исключения влияния ограниченности длины когерентностиисточника света,На чертеже изображена функциональная схема интерферометра.Интерферометр содержит источниксвета, выполненный в виде лазера 1, первуючетвертьволновую пластинку 2, первый двулучепреломляющий кристалл 3, полупрозрачное зеркало 4, коллиматор 5, зеркала б и 7,дополнительный двулучепреломляющий кристалл 8, вторую четвертьволновую пластинку9, СВЧ-генератор 10, выход которого соединен с кристаллами 3 и 8, призму 11 Валастона, 20фотоприемники 12 и 13, выходы которых подключены к входу фазового детектора 14, являющегося блоком измерения отношениясигналов.Интерферометр работает следующим 25образом.Плоскополяризованное излучение лазера 1 после прохождения первой четвертьволновой пластинки 2, установленной подуглом 45 к плоскости поляризации лазера 301, становится циркулярно поляризованным,Кристалл 3, работающий в четвертьволновом режиме, под воздействием гармонического сигнала генератора 10трансформирует циркулярную поляризацию падающего на него излучения в линейную поляризацию, ориентация которойповорачивается по гармоническому законус частотой, равной удвоенной частоте СВЧколебаний генератора 10. Далее лазерное 40излучение с вращающейся плоскостью поляризации проходит полупрозрачное делительное зеркало 4 и сквозь коллиматор 5падает на подвижное зеркало б.После отражения от зеркала б, пройдя 45через колл иматор 5 и отразившись последовательно от зеркал 4 и 7, излучение проходит через дополнительный кристалл 8,работающий в четвертьволновом режиме,Состояние поляризации излучения на выходе из кристалла 8 определяется с помощьювторой четверьволновой пластинки 9 ипризмой 11 Валастона излучение расщепля ется на две взаимные ортогональные ли нейно поляризованные компоненты, 5интенсивность которых измеряется двумяфотоприемниками 12 и 13, Фаза между сигналами с фотоприемников 12 и 13 определяется с помощью фазового детектора 14,представляющего собой электронное уст