Измеритель фазы пространственной гармоники оптического волнового процесса с заданным периодом колебаний в реальном масштабе времени

(191 В 21 00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ(56) Патент США Н 4кл. С 01 С 19/64, 19 ионный институт Инфели 4,6. ноциниГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРНЕКИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЬ ПРОСТРАНСТВЕННОЙГАРМОНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛНОВОГО ПРОЦЕССА С ЗАДАННЫМ ПЕРИОДОМ КОЛЕБАНИЙВ РЕАЛЬНОМ МАСИТАБЕ ВРЕМЕНИ(57) Изобретение относится к областиизмерительной техники и может бытьиспользовано в кольцевых интерферометрах Саньяка, а также в интерференционных измерителях линейных размеров,где информативным параметром являетсяФаза пространственной гармоники. Цельизобретения - повышение быстродействия и чувствительности - достигается за счет уменьшения числа вычислительных операций и увеличения амплитуды сигнала на выходе Фотоприемников путем использования фотоприемников с большей площадью светочувствительной поверхности. Интерференционная картина создается в плоскости Фотоприемников. Причем интерференционные полосы располагаются перпендикулярно оси, вдоль которой они установлены. Сигналы от фотоприемников подаются на блоки 5, 6 вычитания, в которых вычисляются разности сигналов фотоприемников 1,2 и 3, 4 соответственно. Блок 7 осуществляет деления сигналов с выхо- с дов блоков 5,6, выходной сигнал с которого подается на блок 8, в котором уществляется операция агссц. Выходй сигнал на выходе блока 8 пропор- С онален Фазе пространственной гармоки. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованов кольцевых интерферометрах Саньяка,а также в интерференционных измерителях линейных размеров, где информативным параметром. является фаза пространственной гармоникиЦель изобретения - повышение быстродействия и чувствительности за счет 1 Оуменьшения сигнала вычислительныхопераций и увеличения амплитуды сигнала на выходе фотоприемников путемиспользования Фотоприемников с большей площадью светочувствительной поверхности.На чертеже представлена блок-схемаизмерителя фазы пространственной гармоники света в реальном масштабе вре"иени,2 ОИзмеритель состоит из цетырехФотоприемников 1 - 4, причем параФотоприемников 1 и 2 сдвинута относи-тельно пары фотоприемников 3 и 4 наполовину размера апертуры, блоков 5и 6 вычитания, входы которых подключены соответственно к парам фотоприемников 1,2 и 3,4, блока 7 деления,входы которого подключены к выходамблоков 5 и 6 вычитания, и блока 8 вычисления агсгд, вход которого подключен к выходу блока 7 деления,Измеритель работает следующим образом.Интерференционная картина создает- З 5ся в плоскости фотоприемников 1,2и 3,4, интерференционные полосы располагаются перпендикулярно к оси ц, сигналы от фотоприемников подаются наблоки 5,6 вычитания, в которых выцис- ЯОляются разности сигналов от фотоприемников 1,2 и 3,4, сигналы с блоков5,6 поступают на блок 7 деления, выходной сигнал блока 7 подается на вход45Ьлока 8 вычисления агс 1 д, выходнойсигнал которого пропорционален фазепространственной гармоники.Выполнение приемной апертуры в виде двух сдвинутых относительно другдруга пар Фотоприемников и описаннойсхемы оЬработки позволяет получитьна выходе устройства сигнал, зависяций только от фазы пространственнойгармоники. Так сигналы от первой парыфотоприемников Б и Б соответственно 55можно представить какБ =(1 +1,сов(Рр+ч) с 1 р=-1 я+ 21 . ЯЬ ЯЬ+-вхп( - ,) соя ( - +)2 221 в, Я 6Б: 1(в)Дц=1 й+я 1 п .ЗаЬсов (- - +)2где 1(р)=1,+1 соя(Яр+9) - пространственная гармоники с частотой Я, фазой ф постоянной составляющей и амплитудой 1, и 1; 5 - размер апертуры фотоприемника. При условии, что размер апертУры равен половине периода2 и6 =О 5 Т=О 5 Э Ф Я УЯ 21о 22фБ =1 -+ - -сов(-+О)к 21 ю ЗнБ =1 -+ - -соя( - +)2 о 1 Я 2для второй пары фотоприемников, сдвинутой относительно первой на Ь/2, получимБ =1 -+ - -соя(-+(С+-;э=ба а 2 2 У7 21 л ЗнБ =1 -+ - -сов( - +6+-ооой "22Тогда разность сигналов от первой пары Фотоприемников41 д Б -Б =в 1 пь+о) а разность от второй пары Б -Б =- - -яэ.п(в +(40+и отношениеБ -Б -яэ.п(+Ч)------ Сд4 э я э.п Г+ (ср+-) )2зависит только от фазы пространственной гармоники. Таким образомЧ =агент в в в .Б 4 БзФормула изобретенияИзмеритель Фазы пространственной гармоники оптического волнового процесса с заданным периодом колебаний в реальном масштабе времени, содержащий четыре оптически связанных Фотоприемника, расположенных в одну линию, два блока вычитания, блок деления и блок вычисления агсгд, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и чувствительности, размер светочувствительного элемента фотоприемников вдоль линии, по которой они расположены, равен половине периода пространствен6 Составитель В.ЧулковТехред М.Дидык Корректор М.Шарошиее Редактор С.Патрушева Заказ 35 Тираж 474 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 5 15343 ной гармоники, первый и второй, третий и четвертый фотоприемники образу" ют пары, в которых светочувствительные элементы фотоприемников примы 5 кают друг к другу, одна пара фотоприемников предназначена для установки со сдвигом относительно другой на четверть периода пространственной гармо 09ники, выходы первого и второго, третьего и четвертого фотоприемниковсоединены соответственно с входамипервого и второго блоков вычитания,выходы блоков вычитания соединены свходами блока деления, выход которогосоединен с входом блока вычисленияагсСд.