Интерферометр для измерения поперечных перемещений

(5 4 С 01 В 9/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ сИС: ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент США В 4436474,кл, С 01 В 9/02, 1982,(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯПОПЕРЕЧНЫХ ПЕРЕИЕЦЕНИЙ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения поперечных перемещений объектас высокой точностью, Целью изобретения является повышение точности эасчет устранения влияния угловых перемещений объекта и повышение чувствительности эа счет формирования двух измерительныхплеч, Для этого с помощью коллиматора 2, диафрагмы 3, светоделителя 4 нзеркала 5 формируется два параллельных коллимированных пучка, падающихна отражатель 6, выполненный в видеравнобедренной прямоугольной призмь 1.Отраженные пучки попадают на дифракционные решетки 7 и 8 и в обратномходе лучей формируют интерференционную картину, регистрируемую фотоприемником 9, Благодаря тому, что решетки установлены друг к другу подуглом 180-2 , где Ы - угол автоколлимации, при поперечном смещенииоптическая длина одного плеча интерферометра увеличивается, а другогоуменьшается, что приводит к удвоениючувствительности, 1 ил,50 Изобретение относится.к контрольно-измерительной технике, в частности к измерительным интерферометрическим системам, и может быть использовано для измерения поперечных смещений объектов с высокой точностью,Цель изобретения - повышение точности и чувствительности измеренийэа счет устранения влияния угловыхсмещений объекта и формирования двухизмеря тельных плеч.На чертеже представлена схема интерферометра для измерения поперечных перемещений. 15Интерферометр содержит источник 1когерентного излучения (лазер), расположенные по ходу излучения коллиматор 2, диафрагму 3 и светоделитель 4, расположенныевв одном иэ раз.деленных пучков плоское зеркало 5,ориентированное под углом.45 к падающему пучку, отражатель, предназначенный для крепления к объекту и выполненный в виде прямоугольной равнобедренной призмы 6, дифракционныерешетки 7 и 8, установленные по ходу.отраженных призмой б пучков и ориентированные под автоколлимациоиными углами к падающим на них пучкам, и установленный в выходном пучке фотоприемник 9,Интерферометр работает следующимобразом,Световой поток от источника 1 ко-35герентного излучения, пройдя коллиматор 2 и диафрагму 3, становится параллельным, Далее он попадает на светоделитель 4, который делит световойпоток на два, образуя плечи интерферометра, Один из лучей, отражаясьот зеркала 5, направляется параллельно второму световому потоку на прямоугольную равнобедренную призму 6, Затем отраженные от катетных граней прямоугольной равнобедренной призмы 6оба световых потока попадают на дифракционные решетки 7 и 8, каждаяиз которых установлена под автоколлимационным углом к световым потокам,После отражения от дифракционныхрешеток световые потоки возвращаютсяпо тому же оптическому пути на светоделитель 4, где световые потоки интерферируют и образуют на фотопри 55емнике 9 интерференционную картину,При поперечном перемещеныи объекта сустановленной на нем прямоугольнойравнобедренной призмой 6 световые лучи перемещаются по дифракционным решеткам 7 и 8, При этом оптическаядлина одного плеча интерферометрауменьшается, а другого - увеличивается на такую же величину, что увеличивает чувствительность к поперечнымперемещениям в два раза. Кроме того,отраженные от дифракционных решеток7 и 8 световые потоки возвращаютсяна светоделитель 4 по тому же оптическому пути. Таким образом, удает"ся избежать углового расхождения двухинтерферирующих потоков и получитькачественную интерференционную картину.В случае возникновения нежелательных угловых перемещений объекта оптическая разность хода в плечах интерферометра не изменяется и интерференцирнная картина будет неподвижной, При возникновении продольныхперемещений длины оптических путейв плечах интерферометра изменяютсяодинаково, Поэтому оптическая разность хода равна нулю. При этом интерференционная картина также остается неподвижной,Формула изобретенияИнтерферометр для измерения поперечных перемещений, содержащий источник когерентного излучения, расположенный по ходу излучения светоделитель, размещенные в одном из разде- . ленных пучков плоское зеркало, ориоентированное под углом 45 к падающему пучку, и дифракционную решетку, ориентированную под автоколлимационным углом к падающему пучку, отражатель, предназначенный для креп. ления к объекту, и установленный в выходном пучке фотоприемник, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений, он снабжен дополнительной дифракционной решеткой, ориентированной так, что ее плоскость образует с плоскостью основной дифракционной решетки угол 180 -2 Ы, гдеавтоколлимационный угол решеток,1 и коллиматором и диафрагмой, последовательно расположенными между источником когерентного излучения и свето- делителем, отражатель выполнен в виде прямоугольной равнобедренной призмы, длина Ь гипотенузной грани которой удовлетворяет соотношению Ь ) 21, 5 158663 6где 1 -, расстояние от светоделителя пендикулярна падающим пучкаъ(, а лидо плоского зеркала, ориентированной фракционные решетки установлены по так, что ее гипотенузная грань пер-: ходу отраженных призмой пучков,Составитель В,БахтинчРедактор Е.Касарда Техред Л.Сердюкова Корректор М,МаксимиптинецЗаказ 6596/45 Тираж 683ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК(Т СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101