Устройство для измерения перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИ ООИАЛИСТИЧЕОИ СПУБЛИК 691 И 1 51)5 С О, /О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГННТ СССР У АТ 3898055/24-224, 05.85841 395531 . 05.84СВ23, 04. 90. БюДоктор Иохан(21 ) (22) (31 ) (32) ых решеток с шагом 40 мкм. При освещении решеток, одна иэ которых прозрачная, скрепляется с объектом и выполнена с зубчатым профилем, соотношение ширины зубцов и расстояния между ними отлично от 1:1, н высотой Ь зубца, отличньм от модуля решетки, а другая - отражательная и скрепляется с другим объектом, формируется интерференционная картина, регистрируемая с помощью детекторов, расположенных соответственно в зоне формирования нулевого, положительного и отрицательного первых порядков дифракци-: онного изображения, По электрическим сигналам с детекторов судят о направлении и величине перемещения. 2 э,п. ес Х енхайн, Гм гру (СВ)кт пт СТВ ИЗИЕРЕН 1 И ПЕ УСТР об предназначено дляельных перемещений.разрешающей способ"ользования дифракн ия относитповышение зм нос и к измериствам для еремещений,ии интерфе, по которьиугловые пеИзобре ельной т змеренияние относ ике, к устр носительных использова снованньи нных м ровых пололинейные жно изме ещен ия.Цель ю изоб ретени является повыше бности за сче ионных решето ие раэрешающеи спос спользования дифрак шагом 40 мкм.На фиг,1 иэображе хема устройства; на ая решетка, фрагмен птическая диаграмма на оптическая фиг.2 - . отсче пе льн на фигустройст го изображен зрачной решетили сводчатую Г оп- ельУстроиств еского иэ одержит источник ения и последова вленные по ходу излуче ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ коллимирующую линзу 2шетку 3, скрепляемуютов, выполненную с эуотношение ширины эубпмежду ними а:Ь отличисотой Ь зубца, отличишетки, отражательнуюшетку 4, скрепляемуютом, и три детектораные со стороны источив фокальной плоскостиформирования нулевогожительного и отрииатепорядков дифракционноКаждый зубец профиляки может иметь плоскуювершину. прозрачную ре- (Яс одним из объекбчатьи профилем,,ов к расстоянию о от 1:1, и вы- ауой от модуля ре- р масштабную рес другим обьек-7, расположеника 1 излучения линзы 2 в зонепорядка и поло- ( цУстройство работает следующим образом,При освещении прозрачной и отражательной решеток 3 и 4 пучком излуче 5ния от источника 1 изображение прозрачной решетки 3, скрепляемой с объектом, взаимодействует с отражательнойрешеткой 4, что приводит к образованию .интерференционной картины. На 10фиг,3 отражающая решетка 4 показанав виде пропускающей для упрощенияописания траектории оптических волновых фронтов и соответствующих имфаз. Тогда две других решетки 15фактически образуют прозрачнуюрешетку 3 по Фиг.1. Входной луч расщепляется решеткой 3 на нулевой ипервые порядки дифракции, задерживаемые на ( радиан относительно нулевого 20порядка. На решетке 4 первый порядокзадерживается на величину Я радиан,что приводит к нулевой Фазе волновогофронта 8 к Фазе 2 у волнового Аронта 9 первого порядка и к Фазе 2 у 25волнового фронта 1 О первого порядка.оСдвиг фаз величиной 120 между тремяволновыми фронтами 8-1 О для трех детекторов 5-7 обеспечивает максимальную точность сигналов с детекторов,что достигается выполнением прозрачной решетки 3 с зубчатым профилем,отношение ширины зубцов к расстояниюмежду ними а:Ь отлично от.1;1, и высотой й зубца, отличной от модуля рещетки, для получения нужного Аазовогоразнесения и глубины модуляции сигналов с детекторов 5-7, выходные электрические сигналы с которых дают значение направления и величины смещения 40объектов,Высокая разрешающая способностьдостигается за счет использования рещеток с мелким шагом (порядка 40 мкм),что является результатом выбора отношений ширины каждого зубца к ширинезазора между смежными зубцами,Формула изобретения1. Устройство для измерения перемещений двух объектов, содержащее источник оптического излучения и последовательно установленные по ходу излучения коллимирующую линзу, прозрач - ную решетку, скрепляемую с одним из объектов, и отражательную масштабную решетку, скрепляемчо с другим объектом, и три детектора, расположенных со стороны источника в Аокальной плоскости линзы в зоне Формирования нулевого порядка и положительного и отрицательного первых порядков дифракционного изображения соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьщ 1 ен ия раз решающей способности, прозрачная решетка выполнена с зубчатым профилем, отношение ширины зубцов к расстоянию между ними отлично от 1:1, и высотой Ь зубца, отличной от модуля решетки,2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый зубец профиля прозрачной решетки имеет плоскую вершину,3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждый зубец профиля прозрачной решетки имеет сводчатую вершину,1560068 Составитель В.Климдактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич орректор Н,Ревск одпис и открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5 Гагарина, 101 1 11Производственно-издательский комбинат Патент , г, Ужгород аказ НИИПИ осударств 1Тираж 488ного комитета по изобретени 035, Москва, Ж, Раушская НАЫРФ