Интерферометр для измерения линейных и угловых перемещений объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН в 326 О В 9/02 11 00 11/2 1)4 ССРРЫТИЙ И ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(71) Ленинградский ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт точноймеханики и оптики(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И У 1"ЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерФерометрам для измерения линейныхи угловых перемещений объекта. Цельизобретения - упрощение конструкцииинтерферометра за счет упрощениясветоделительного блока и его расположения. Интерферометр содержит последовательно расположенные источникмонохроматического излучения, светоделительный блок, выполненный в видечетырехгранной призмы, оптическисвязанные с ним два уголковых отражателя и фотоэлектрический приемник,На одной меньшей грани призмы нанесено полупрозрачное покрытие, йадругой меньшей грани и однойиз больших граней нанесено зер"кальное покрытие. Меньшие грани призмы непараллельны, уголмежду ними равен 8 = 1/2-агсз 1 п х(здпч/п), где у - острый угол между меньшей гранью с полупрозрачнымпокрытием и большей гранью призмы,п - показатель преломления материалапризмы. Призма обращена к источникуизлучения меньшей гранью с полупрозрачным покрытием, а угол между оптической осью источника излучения инормалью к этой меньшей грани равенострому углу. При изменении разности хода в интерферометре происходит амплитудная модуляция световогопотока, падающего на фотоэлектричес"кий приемник, и по изменениям фототока судят о перемещении одного изотражателей (в случае измерения линейного перемещения) или об угловомположении объекта (при установкеобоих уголковых отражателей на поворачивающемся объекте), 1 ил, 1260674Изобретение относится к измерительной .технике, в частности к интерферометрам для измерения линейных и угловых перемещений объекта.Цель изобретения - упрощение конструкции интерферометра за счет упрощения светоделительного блока и его расположения.На чертеже изображена принципиальная схема интерферометра для измерения линейных и угловых перемещений 1объекта,Интерферометр содержит источник 1 монохроматического излучения, светоделительный блок, выполненный в виде четырехгранной призмы 2, оптически связанные с ним два уголковых отражателя 3 и 4 и фотоэлектрический приемник 5, На одной меньшей грани 6 призмы 2 нанесено полупрозрачное покрытие, на другой меньшей грани 7 и одной из больших граней 8 нанесено зеркальное покрытие. Меньшие грани 6 и 7 непараллельны, угол между ними равен11, язпЧ 1 6 = 11-агсядп( -- ),где- острый угол между меньшейгранью с полупрозрачным покрытием и большей граньюпризмы;11 - показатель преломления материала призмы.Призма 2 обращена к источнику 1 излучения меньшей гранью 6, а уголмежду оптической осью источника 1 излучения и нормалью к меньшей грани 6 равен острому углу 1 между меньшей гранью 6 и большей гранью 8.Интерферометр работает следующим образом.Световой поток от источника 1 монохроматического излучения, например Нв-Ив йазера, делится на два пучка светоделительной гранью 6 призмы 2. Один из образовавшихся пучков направляется к отражателю 3, причем направление его распространения нормально отражающей большей грани 8 призмы 2 лишь в том случае, когда угол Ы равен углу М з (как углы со взаимно перпендикулярными сторонами) и 1= с= М = Ч (1)Второй пучок преломляется светоделительной гранью 6 и проходит к отражающей меньшей грани 7 призмы, которая направляет его к отражателю 4. Для того, чтобы второй световойпучок встречался с большей гранью8, имеющей зеркальное покрытие, подпрямым углом, необходимо, чтобы выполнялось равенство М, = К, (углы 5 со взаимно перпендикулярными сторонами). Так как угол , равен углу м,то, следовательно, Ф= й = м(2).Ввиду того, что оба световых пучка перпендикулярны большей грани 8, 10 имеющей зеркальное покрытие, то выполняется равенство ав = Ыб + ы, (3)= агс я 1.п ( -- -) (5) где П - показаПФ тель преломления материала призмы, то из (1) в (5) получаемя ь.пои + агся 1.п( -- -) = 2 1,г (6)ППри этом угол между меньшими гранями 6 и 7 призмы 2 равен 20 Таким образом, параллельные световые пучки, вышедшие из призмы 2, отражателями 3 и 4 направляются к боль шей отражающей грани 8 призмы 2,отражаются от нее, проходят отражатели 3 и 4 в обратном направлении и совмещаются на светоделительной грани 6. Далее световой поток попадает на фотоэлектрический приемник 5. При изменении разности хода в ин- терферометре происходит амплитудная модуляция светового потока, падающего на фотоэлектрический приемник 5, 55 и по изменениям фототока судят оперемещении одного из отражателей 3 и 4 (в случае измерения линейного перемещения) или об угловом положея арпа,М - агс я п ( - )П9= с - ыМв 2яп 11- ,р -агся п(. - )П(7)Таким образом, при обеспеченииравенства угла падения световогопучка на светоделительную грань 6призмы острому углу ( между большейгранью 8 призмы 2 и ее меньшей гранью 6 и равенства угла между меньшими гранями 6 и 7 призмы углу 6 извыражения (7) обеспечивается не только строгая параллельность соответственных лучей, но и перпендикулярность последних отражающейВ40большей грани 8, выполняющей роль .автоколлимационного зеркала.. 1 О оставитель Л.Лобзоваехред Л Олейник Корректор М.Самборская Редактор Н.Горва Заказ 5214/36 Тираж 670 ВНИКЛИ Государственного комитет по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, РаушскаяПодпис СССР ытий аб., де оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,нии объекта (при установке обоихуголковых отражателей 3 и 4 на поворачивающемся объекте)Значение углаЧ выбирается из условия обеспеченияпрохождения в призме с данным соотношением размеров 1 /1, светового пучка данного диаметра с учетом отклонения при преломлении на светоделительной грани 6,формула изобретения Интерферометр для измерения линейных и угловых перемещений объекта, содержащий последовательно располо женные источник монохроматического излучения, светоделительный блок, оптически связанные с ним два уголковых отражателя и фотоэлектрический приемник, светоделительный блок вы полнен в виде четырехгранной призмы, на одну из меньших граней которой нанесено полупрозрачное покрытие,а на другую меньшую грань и одну избольших граней, обращенную к уголковым отражателям, - зеркальное покрытие, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения конструкции,призма выполнена с непараллельнымименьшими гранями, угол между нимиравен где ц - острый угол между меньшейгранью с полупрозрачным покрытием и большей граньюпризмы,и - показатель преломления материала призмы,призма установлена так, что ее мень"шая, грань с полупрозрачным покрытиемобращена к источнику излучения, аугол между нормалью к этой грани иоптической осью источника излученияравен углу Ч .