Интерферометр для измерения расстояний

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфаз СфветскыкСецыайыстынескыкРвсвубаык 1111000747(Я 1 М Яд 3с присоединением заявки йо Ц 01 В 9/02 Государственнмй комнтет СССР но делам нзобретеннй н открцтнй(71 заяви 54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИ тр для измежащий источе по ходуоптическую концевые от интерференИзобретение. относится к измери,тельной технике и может быть преднаэначейодля;измерения больших расстояний и йсполвзовано преимущественно при проведении измерений в ге-:одезии.Известен интерферомерения расстояний, содерннк света, расположенныего лучей. коллимирукауюсистему, светоделитель,ражателии регистраторционной картины 1;11,Недостатком интерферометра является малы диапазон измеряемых расстояний, обусловленный большими потерями света, возникающими при измерении больших расстояний.Наиболее близким по техничеСкойсущности к предлагаемому являетсяинтерферометр для измерения расстояний, содержащий источник света,выполненный в вИде полупроводникового лазера, расположенные последовательнопо ходу световых лучей коллимирующую оптическую систему исветоделитель, делящий световые лучи на две ветви, концевые отражате 1 ли, установленные в этих ветвях, нрегистратор интерференционной картины. В интерферометр входит сферическое полупрозрачное зеркало, орентированное так, что центр его кри- .визны лежит на поверхности обращенной к нему грани лазера в областиего р-и перехода, и образует вместес полупроводниковым лазером активнуюлинию задержки 2Недостатком интерферометра явля.ется выполнение приближенной оценкиизмеряемого расстояния с помощьюдополнительного дальномера, что непозволяет обеспечить высокую производительность измерения.Цель изобретения - повышение производительности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что интерферометр снабженпоследовательно расположенными походу. световых лучей со стороны противоположной коллимирующей оптической системе, дополнительной коллимирующей системой, выполненной в виде микрообаектива, клиновым компен сатором и плоским зеркалом.На чертеже изображена принципиальная схема интерфероьуетра для измерения расстояний.Интерферометр содержит источник 30 света, выполненный в виде полупро1000747 Формула изобретения 3водниконого лазера 1, коллимирующуюоптическую систему 2, выполненную ввиде положительного объектива, светоделитель 3, разделяющий световойпучок лазера 1 на две ветви, рабочуюветвь и ветвь сравнения, концевой,отражатель 4, установленный в рабочей ветви, концевой отражатель 5 с ме"санизмом б перемещения в ветви сравнения ), регистратор 7 интерференционной картины, дополнительную колли Омирующую систему 8, выполненную в виде микрообъектина, установленного вовтором выходном пучке лазера 1, походу которого помещены также клиновый компенсатор 9 с механизмом 10перемещения и плоское зеркало 11,Интерферометр работает следующимобразом.Часть света от источника света,выполненного в виде полупроводникового лазера 1, коллимируется коллими 20рующей оптической системой 2, проходит светоделитель 3 и поступает врабочую ветвь интерферометра. Концевой отражатель 4 возвращает падающий на него пучок н обратном направлении, а светоделитель 3 направляетего в регистратор 7 интерференционнойкартины,Другая часть света от лазера 1,выходящая в сторону противоположнуюизмеряемому расстоянию, отражаетсяот граней лазера и плоского зеркала11, выходит через грань лазера,обращенную в сторону измеряемогорасстояния, коллимируется коллимирующей оптической системой 2,"отражается от светоделителя 3 и поступает вветвь сраннейия интерферометра. Отражатель 5 возвращает падающий нанего пучок в обратном направлении, 40затем этот пучок проходит через снетоделитель 3 и поступает на регистратор 7 интерференционной картины. Примногократных прохождениях этого пучка между гранями лазера 1 и плоскимзеркалом 11 он последовательно коллимируется и фокусируется дополнительной коллимирующей системой 8 и получает дополнительную оптическую раз -ность хода в просветленном клиновомкомпенсаторе 9.Если, оптические длины путейдвух описанных пучков уравнены сточностью до длины когерентности из -лучения лазера 1 в используемом режиме работы (н 50 мкм), то на входе регистратора 7 возникает интерференционная картина. По максимальномуконтрасту интерференционной картинй,который фиксируется регистратором 7,длины оптических путей могут быть 60уравнены с точностьюл 1 мкм.Измерение расстояния осуществляется в следукщей последонательности. Врабочую нетвь интерферометра устанавливают вспомогательное зеркало 65(показано пунктиром ), удаленное от светоделителя 3 на расстояние, примерно равное расстоянию от светоделителя 3 до концевого отражателя 5. С помощью механизма б перемещения выравнивают эти расстояния, что контролируется по появлению и максимальному контрасту интерференционной картины с помощью регистратора 7 интерференционной картины. Вспомогательное зеркало выводят из хода лучей. ИзМеняя толщину просветленного клинового компенсатора 9, с помощью механизма 10 перемещения, вновь добиваются появления и максимального контраста интерференционной картины и снимают отсчет Х, котороу соответстствует Ь - ойтическая длина активной линии задержки, образованной плоским зеркалом 11 и гранями лазера 1.При этом выполняется раненстной.=Р, 1) где Н - число .проходов лазерного пучка внутри активной линии зедержки; О - измеряемое расстояние.Затем изменяют оптическую длину активной линии задержки с помощью клинового компенсатора 9 до поянления следующего максимума интерференционной картины и снимают отсчет Х;, которому соответствует изменение оптической длины линии задержки на д 1При этом выполняется равенство1 М 11(Ь -д 1. ) = Э2 )Совместное решение уравнений 1 ) и 2 ) дает искомую величину измеряемого расстояния.П= - 1.-ДЬ).ь.Снабжение. интерферометра активной линией задержки с перестраиваемой оптической длиной позволяет упростить и сократить время измерения за счет исключения приближенной оценки измеряемого расстояния с помощью дополнительного дальномера. Интерферометр для измерения рас-. стояний, содержащий источник света, выполненный в виде полупроводникового лазера, расположенные последовательно по ходу светового пучка коллимирующую оптическую систему и светоделитель, делящий световой пучок на две ветви, конценые-отражатели, установленные в этих ветвях, и регистратор интерференционной картины, о т л и ча ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности измерения, он снабжен последонательно расположенными по ходу светоного,пучка со стороны, противоположной коллимирующей оптической системе, дополни1000747 тельной коллимирукщей системой, вы-полненной в виде микрообъектива,клиновым компенсатором и плоскимзеркалом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе . 5 Составитель Л. ЛобзоваЛушникова Техред Л.Пекарь Корректор М. ШароыФ едакт Тираж 600 сударственного ко ам изобретений и Ж, Раушскаяаказ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 353/38 ВНИИПИ Р по де 113035, Москв1. Кондрашков А.В. Интерференциясвета и ее применение в геодезии.М Геодезиэдат, 1956, с. 87-88,2. Автооское свидетельство СССРпо заявке р 3218107/25-28,кл. 6 01 В .9/02, 1980 прототип ). Подписноемитета СССРткрытийаб., д, 4/