Способ измерения перемещения объекта

)9) Я 1 В 11/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТ еоих ы,-Обэо .7 (133 щения объекяется расшиля номодовых ка, фоку(21) 4163920/24-28(56) Лазерные интерферометрпо электронной технике, выпЭлектроника, 1973, с.5.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯОБЪЕКТА(57) Изобретение позволяет измерялинейные и угловые перемета. Целью изобретения явлрение информативности, путем конттакже углового положения объекта.мируют два параллельных оддвухчастотных лазерных пуч сируют оба пучка на плоском зеркал резонатора, являющемся общим для об пучков и предназначенным для скрепления его с контролируемым объектом. После отражения сфокусированных пучков от зеркала резонатора их выводят из резонаторов через полупрозрачные сферические зеркала резонаторов. Каждый из пучков с помощью линзы проектируют на соответствующий фотоприемник, в котором определяют разностную частоту между рабочими частотами резо натора лазера. В вычислительном блоке определяют угол наклона общего плоского зеркала резонатора с учетом изменения раэностных частот в каждом иэ двух лазерных пучков. 1 ил.Изобретениетносится к измерительной технике и может использоваться для измерения как линейных, так и угловых перемещений объекта. 5Цель изобретения - расширение информативности за счет контроля также углового положения объекта.На чертеже представлена принципиальная схема устройства, реалиэующе О го данный способ.Оно содержит кварцевую трубку 1 газового лазера, диафрагму 2 для формирования одномодового пучка, первое плоское зеркало 3 резонатора, второе 15 . зеркало 4 резонатора, выполненное сферическим и полупрозрачным, образующие первый днухчастотньп лазер, вторую кварцевую трубку 5 для заполнения ее газовой активной сферой, нторуюди афрагму 6, второе полупрозрачно . еркало 7 резонатора сферической Формы, образующее совместно с зеркалом 3 второй днухчастотный одномодовый лазер, источник 8 питания (ВЧ-генератор), дне линзы 9 и 1 О, каждая иэ которых расположена по ходу излучения одного из лазеров, два фотоприемника 11 и 12, дна частотомера 13 и 14, каждый иэ которых электрически соединен с 30 одним иэ Фотоприемников 11 и 12, ивычислительный блок 5.Плоское зеркало 3 является общимдля обоих лазеров и оно предназначенодля скрепления с контролируемым объектом. Оно имеет воэможность как линейного перемещения параллельно самому себе, так и углоного наклона.Измерения данпьм способом проводят следующим образом. 40Создают двухчастотное индуцированное излучение в обеих трубках с активной сферой полупрозрачными зеркалами 4 и 7 резонатэрон, фокусируютоба пучка на плоском зеркале 3 (точки А и В) являющимся общим резонатором для обоих лазеров, С помощью диафрагм 2 и 6 с регулируемым по диаметру отверстием, Формируют одномодовый пучок излучения на выходе каждого лазера. Вышедшие из лазеров пучки фдкусируют с помощью линз 9 и 1 Она соответствующие фотоприемники 11 и12, которые выделяют биения близлежащих рабочих частот н соответствуюшем резонаторе.С выходов Фотоприемников 11 и 12сигналы, соответствующие количествурегистрируемых биений близлежащих частот оптических резонаторон лазеров поступают на входы частотометров 13 и 14, которые измеряют частоту биений близлежажих рабочих частот каждого оптического резонаторагде Г 3 - частота биений оптическогорезонатора,- две близлежащие рабочиечастоты оптического резонатора.С выходов частотомеров 13 и 14 сигналы, соответствующие раэностным частотам между близлежащими частотами излучений оптических резонаторов лазеров поступают на вход вычислитель. ного блока 15, производящего обработку и вычисление углового положения объекта.При угловом развороте объекта изменяется разность между длинами оптических резонаторов лазеров (расстояние между зеркалами 4,7 и точками А и В, находящимися на поверхности зеркала 3). Угол поворота объекта в данном случае может быть определен из зависимостиып о1где оС - угол поворота объекта,Ь, - расстояние от зеркала 4 доточки А;Ь - расстояние от зеркала 7 доточки В,1 - расстояние от точки А доточки В.Длина оптического пути резона-,тора лазера определяется по формуле с2 ГгдеЬ - длина оптического пути резонатора (расстояние междусферическими полупрозрачнымзеркалом 4(7) резонаторалазера и точкой А(В), находящейся на поверхности зеркала 3)с - скорость света в резонаторе;- разностная частота.Введя вместо Ь и Ь нх значения, угол разворота объекта определяется из зависиМостис сгде д 1 1 - изменения раэностных частот лазеров; с - скорость света в резонаторе; 1 - расстояние от точки А доточки В которая реализуется в вычислительном блоке 5. 10Таким образом, данный способ позволяет измерять как лиейные перемещения объекта, так и угловые его раэво роты с высокой точностью беэ наблюдения и подсчета интерференциальных по лос. формула изобретенияСпособ измерения перемещения объекта,заключающийся в тор,что формируют одномодовый двухчастотный пучок излучения в лазере, фокусируют его на плоскости зеркала резонатора,предназначенного для скрепления с контролируемым объектом, перемешают это же 25 зеркало резонатора, выводят отраженный от него пучок излучения через сферическое зеркало резонатора, фокусируют выведенный пучок на фотоприемнике и измеряют раэностную резонансную З 0 частоту между обеими частотами пучка Г 1 4Ы, = агсэдп () 1 с ь-ьГ,2 д,; дг,- расстояние между центрамипятен обоих пучков излучения на зеркале резонатора; - скорость света,где 1 сЬ61, - изменение раэностной резонансной частоты пучков лазера на первом и втором фо 1топриемниках соответственно1 1излученияпо которой определяют перемещение объекта, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения информативности путем контролятакже углового положения объекта, формируют второй одномодовый двухчастотный пучок излучения параллельно первому, фокусируют его на то же плоскоезеркало резонатора, что и первый пучок, на расстоянии от него, выводятотраженный от зеркала пучок иэ резонатора, фокусируют его на втором фотоприемнике, поворачивают плоское зеркало резонатора и измеряют изменениераэностной частоты на каждом из фото"приемников, а угловое положение оСобъекта определяют по формуле