Интерферометрическое измерительное устройство

(5 И б 9/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ТЕТ СССРИ ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фЬ."Ойдо СЬ О(54) (57) ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник линейно поляризованного излучения и оптически связанные светоделитель и два плоских зеркала, предметный столик, установленный с возможностью вращения вокруг оси, параллельной двум плоским зеркалам, два дополнительных плоских зеркала, установленных на столике параллельно отражающим плоскостям одно навстречу другому под углом к оптической оси устройства, две пластины Л/4, установленные перед отражающими плоскостями первых двух плоских зеркал, оптические оси пластин составляют соответственно углы +45 и -45 с плоскостью поляризации источника излучения, электрооптическии модулятор, оптически связанный со свето- делителем и установленный оптической осью под углом 45 к оси поляризации источника излучения, и последовательно расположенные анализатор и блок обработки информации, отличающееся тем, что, с целью измерения также и угловых перемещений, оно снабжено двусторонним зеркалом, установленным на предметном столике параллельно двум дополнительным зеркалам, светоделительным блоком, выполненным в виде светоделительного кубика и четырех фазовых пластин, каждая из которых посажена на оптический контакт с соответствующей гранью кубика, установленного на оптической оси устройства между модулятором и анализатором, блоком настройки нулевой полосы, расположенным за светоделителем по ходу потока излучения, ось которого перпендикулярна оптической оси устройства, и выполненным в виде оптически связанных источника немонохроматического излучения, объектива, поляризатора и светофильтра, оптически связанного со светоделителем, а блок обработки сигнала выполнен в виде последовательно соединенных фотоумножителя, узкополосного фильтра и реверсивного счетчика.Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для рефрактометрических измерений, а также для других поецизионных измерений условных величин.Целью изобретения является измерение также и угловых перемещений.На чертеже представлена схема интерферометрического измерительного устройства.Устройство содержит источник 1 линейно поляризованного излучения и оптически связанные светоделитель 2 и два плоских зеркала 3 и 4, предметный столик 5, установленный с возможностью вращения вокруг оси, параллельной двум плоским зеркалам 3 и 4, два дополнительных плоских зеркала (не показаны), установленных на столике 5 параллельно отражающим плоскостям навстречу друг другу под. углом к оптической оси устройства, две пластины Л/4 и 6 и 7, установленные перед отражаюшими плоскостями первых двух плоских зеркал 3 и 4, оптические оси пластин составляют соответственно углы +45 и -45 с плоскостью поляризации источника 1 излучения, электро- оптический модулятор 8, оптически связанный со светоделителем 2 и установленный оптической осью под углом 45 к оси плоскости поляризации источника 1 излучения, и последовательно расположенные анализатор 9, блок 10 обработки информации в виде последовательно соединенных фотоумножителя, 11, узкополосного фильтра 12 и реверсивного счетчика 13, двустороннее зеркало 14, установленное на предметном столике 5 параллельно двум дополнительным зеркалам 15 и 16, светоделительный блок в виде светоделительного кубика 17 и четырех фазовых пластин 18 - 21, каждая из которых посажена на оптический контакт с соответствующей гранью кубика 17, установленного на оптической оси устройства между модулятором 8 и анализатором 9, блок 22 настройки нулевой полосы, расположенный за светоделителем 2 по ходу потока излучения, ось которого перпендикулярнаоптической оси устройства, в виде оптически связанных источника 23 немонохроматического излучения, обьектива 24, поляризатора 25 и светофильтра 26, оптически связанного со светоделителем 2.Устройство работает следуюшим образом.Луч от источникаизлучения после прохождения через электрооптический модулятор 8 становится эллиптически поляризованным с осью эллипса, параллельной плоскости поляризации луча источника 1. Послепластины 2 и 3 луч становится линейно поляризованным с модулированным азимутом плоскости поляризации. Светоделитель 17 образует два луча а и б которые дважды отражаются соответственно от зеркал4, 15, 3 (луч а) и 16, 14, 4 (луч б), и интерферируютна светоделителе 17. Фазовые пластинки 19 и 20, оптические оси которых взаимно перпендикулярны, при прохождении лучей туда и обратно сквозь пластинки 5действуют на нихкак пластины Л/4, поэтому на выходе имеют место два эллиптически поляризованных луча с одинаковой элли птичностью, одинаковым азимутом оси эллипса 45, но с противоположным направлением вращения. В результате интерферен- О ции этих лучей образуется линейно поляризованный луч, модулированный по азимуту и интенсивности. Начальное значение азимута с(о ( которое имеет место при отсутствии напряжения на модуляторе 8) зави сит от разности фаз д между лучами а и б.Пластинки 4, 6, 7 при прохождении лучей туда и обратно действуют на них как полуволновые, меняя местами составляющие лучей с азимутом 0 и 90, благодаря чему исключается влияние искажений сосо тояния поляризации лучей на зеркалах 6и 7. При вращении предметного столика 5, на котором жестко закреплены зеркала 14 - 16 и который сопряжен с исследуемым объектом (не показан) относительно исходно-го положения, оптический путь одного лучаувеличивается, второе уменьшается. При этом, между лучами а и б образуется разгК 4 Г 2 Кп 6.ЛПри вращении столика 5 периодическименяется освещенность фотоум ножителя, ЗО который равномерно освешен (бесконечноширокая полоса), причем счет целых чисел полос (кратных) осуществляется фотоэлектрическим способом с помощью реверсивного счетчика 24, измерение дробной части интерференции - компенсационным способом с помощью анализатора 9. Исходным положением столика 5 является такое положение, когда зеркала 14 - 16 параллельны свето- делителю. 17. В этом случае на выходе имеет место нулевая (бесконечно широкая) по лоса. Для настройки нулевой полосы предназначен блок 22.Интенсивность выходного луча описывается выражением45 т т. Я з,"п(аб боя а 1)(юы 23-хи 2 Ф,(2где б,Д - амплитуда и частота модуля 50 Лб -дрейф рабочей точки модулятора;Ф - азимут анализатора 21;8 в разнос фаз, определяемаяравенством (1),Из (2) следует, что в приведенном устройстве исключено влияние дрейфа рабочей точки модулятора на измерение угловойвеличины. Кроме того, симметричное построе1165878 ца), уменьшить влияние неточностей изготовления фазовых пластин, чем достигаетсявысокая точность измерений. харенкоКорПодссий Составитель НТехред И. ВерТираж 65ИИПИ Государственйогопо делам изобретений5, Москва, Ж - 35, РауППП Патент, г. Ужг Редактор А. ШандоЗаказ 4298/32ВН 130 Филиалние устройства позволяет также исключить влияние гирации фазовых пластинок (если последние изготовлены, например, из кваркомитета и открыт шская на род, ул. ректор М. СамборскаисноеСРд. 4/5ктная, 4