Оптико-интегрирующее устройство

Союз Советскик Социалистическик РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБР ТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.з . С, 02 В 5/14 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликованию описания 070383 ИностранцыЙюрген Дренкхен и Роланд Тринкс(72) Авторы изобретению Иностранное предприятие ифеб Карл-Цейсс-Иена" (ГДР(54) ОПТИКО-ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО Изобретение относится к оптикоинтегрирующим устройствам для инкре-.ментного измерения длины или углов,Известно оптико-интегрирующееустройство для интерференционногоизмерения, При этом падающий луч све.та внутри слоя волновода первымчастично пропускающим элементом разлагается на две составляющие, которые проводятся через рефлектирующиеэлементы в месте, у которого нахо-дится второй частично пропускающийэлемент, предназначаемый для собирания обеих составляющих луча и дающего возможность для интерференцииИзготовление подобного устройствас необходимой определенной точностьюотражаемых и пропускаемых свойствотдельных элементов возможно реализовать только с большими затратами,Кроме того, для функционированияизмерительного прибора решающим является относительное положение отражающих элементов по отношению к частично пропускающим элементам. Иээтого результируют технологическиетрудности,Цель изобретения - разработкаоптико-интегрирующего устройства для интерференционного измерения, которое обладало бы по отношению к макрооптическим исполнениям преиму-. ществом малой габаритности конструкции, низкими затратами на изготовление, малой чувствительностью по отношению к температурам и вибрациям и незначительным расходом энергии.В основу изобретения положена задача путем применения оптико-интегрирующего устройства устранить названные недостатки уровня техники. Прибор должен пр.меняться универсально для измеРения длины, углов, изменений температур и т.п. Данная задача согласно изобретению решается оптико-интегрирующим устройством, состоящим из находящегося между носителем и диэлектрическим слоем многомодного волновода тем, что на диэлектрическом слое энергетически соединен с волноводом ряд фотоприемников 7-16, смещенных эдин относительно другого на 11/20 ЪСогласно изобретению преимущество состоит в том, что к первому фотоприемнику 7 ряда фотоприемников 7-16 может быть установлен следующий, 1003004этими решетками энергия поступаетна фотодиоды 7-16, которые наклеенына диэлектрический слой 3. На основании бокового смещения фотодиодовпо отношению к максимуму интенсивности регистрируемая интенсивность постоянно падает в приведенном примерепо направлению у . Если лазерныйпучок 5 и лазерный пучок б формируются порядком + 1 и - 1 дифракционного 10 максимума спектра облученного масштаба решетки, то интерференционныйполосовой рисунок перемещается вволноводе по направлениюна 2 Ьесли измерительная решетка будет 15 сдвинута на один решеточный период.С помощью первого фотоприемника7 производится. инкрементное считывание в единицах полупериода измерительной решетки. Фотоприемники 7-16,смещенные относительно друг другана 11/20 Л , образуют в своей совокупности оптический нониус, так чтоза единицу измерения можно будетпринимать 1/20 периода измерительнойрешеткиЕсли рядом с первым фотоприемником 7 будет установлен неизображенный на рисунке последующийфотоприемник, который смещен относительно первого на - , то можно 30будет различать перемещение измери-:тельной решетки вперед и назад.Изображенные в волноводе линиипредставляют собой схематическоераспределение интенсивности.%ТЕо эфф =о 1,51152 0,0157 21и =: 1,5136эфф 35 где п - является эффективным показателем преломленияпо направлению распространения энергии;волновое число по направ 2лению;волновое число лазерногосвета,32 - разница волновых чиселпо направлению. 45Если значения Ж различаются на 0,0157, то в волноводе образуется интерференционный образец, обладающий по направлению 7 периодом 400 мкм 502 Л7.На поверхности волновода на расстоянии по 420 мкм установлены узкие связывающие решетки шириной20 мкм. Данные решетки (не изображены на чертеже ) обладают низкой эффективностью вывода мощности. Отбираемая фотоприсмникр смещенный на четверть интерференционного периода.На чертеже изображены возможные варианты исполнения устройства.На носителе 1 находится двухмодный волновод 2, покрытый диэлектрическим слоем 3, эффективная оптическая преломляющая сила которого является меньшей, чем у волновода. На одном конце волновода находится связывающая решетка 4. Первый лазерный пучок 5, содержащий волну типа ТЕО, падает под синхронным углом для данной волны на связывающую решетку 4, так что волна типа ТЕв в волноводе 2 возбуждается, Второй лазерный пучок б, содержащий волну типа ТЕ направляется под синхронным углом, присущим для данной волны, на связывающую решетку 4, В волноводе 2 возбуждается одновременно волна типа ТЕ, Волновод 2 должен обладать такими свойствами, чтобы эффективные коэффициенты преломления для волны типа ТЕО и волны типа ТЕ 1 только незначительно отличались друг от друга.В качестве примера могут быть приведены следующие значения формула изобретения 1, Оптико-интегрирующее -устройство, состоящее из находящегося между носителем и диэлектрическим слоем многомодного волновода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на диэлектрическом слое ряд фотоприемников 7-16, смещенных один относительно другого соответственно на 11/20 Л связаны энергетически с волноводом.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что к первому фотоприемнику 7 ряда фотоприемников 7-16,установлен следующий фотоприемник, смещенный на четверть интерференционного периода.Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Гермайской Демократической еспублики.1003004 ила Тираж 509 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж каэ 1544/28 одписноСССР го комитет й и открытРаушская б., д, 4/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Л. Перебейносоваедактор С. Патрушева Техред Е.Харитончик Корректо