Интерферометр для измерения перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК БО 7869 А)5 С 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) И нститут сверхтвеАН УССР(54) ИНТЕРФЕРОМ НИЯ ПЕРЕМЕЩЕН (5 ) Изобретение о измерительной техн пользовано при пре лиейных перемещен И РЕтносится к ке и мож цизион ных ий. Целью ко льноь исениях тения изме изобр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к измерительноитехнике, а именно к интерферометрам дляизмерения линейных перемещений, и можетбыть использовано в прецизионном станкостроении, приборостроении, точном машиностроении, метрологии и в системах автоматического управления.Целью изобретения является повышениеточности измерений за счет исключения погрешности, связанной с температурной нестабильностью, и повышения жесткости конструкции,На фиг. 1 представлена оптическая схемапредлагаемого иитерферометра; на фиг. 2 -вид А ча фиг. 1.Интерферометр содержит источник 1 когерентного излучения, светоделитель 2, представляющий собой куб-прн му, на гипотечузной грани которого имеготся три зоны:полупрозрачная 3, зеркальная 4 и прозрачная 5. На грань е светоделителя 2 посред;твом оптического контакта или склеивания-зкреплен третий уголковый отражатель 6,является повышение точности измерений за счет исключения погрешности, "вязанной с температурной нестабильностью, и повышения жесткости конструкции. Устройство представляет собой интерферометр Майнельсона, в котором светоделитель вы. полнен в виде куба-призмы, гипотенузная грань которой имеет три зоны: прозрачную, полупрозрачную и зеркальную, а уголковый отражатель в опорном плече жестко закреплен на светоделителе. На противоположной грани жестко укреплен трети й, дополнительный уголковый отражатель, а на его катетной грани - прямоугольная призма. Благодаря такому выполнению свето- делителя и размещению оптических злеме- тов достигается равенство плеч интерферометра и жесткость конструкции. 2 ил. ребро рабочего двугранного угла которого параллельно измерительному лучу а и симметрично расположено относительно грани г. На грань й светоделителя 2 установлен первый уголковый отражатель 7, ребро рабочего двугранного угла которого перпендикулярно референтному лучу в и расположено напротив границы раздела полупрозрачной 3 и прозрачной 5 зон светоделителя в направлении референтного луча в. На грани е третьего уголкового отражателя 6 (фиг. 2) симметрично расположена прямоугольная призма 8, которая устанавливается на грань е своей гипотенузной гранью и)- средством оптического контакта или склеивания оптическим клеем. Второй уголки вый отражатель 9 установлен на исследуемом объекте (не показано). Рабочее ребро второго уголкового отражателя 9 перпендикулярно измерительному лучу и и расположено напротив границы раздела полупрозрачной 3 и зеркальной 4 зон светоделителя в направлении измерительного луча и. На выхо 1567869де устройства установлен фотоприемник О, преобразующий выходной оптический сигнал в электрицеский, а в качестве аппаратуры обработки фотоэлектрического сигнала использован ре Нстратор 11, который может быть выполн( н, например, в виде двухканального усилителя информативного блока управления, реверсивного двоично-десятичного счетчика, двоичного счетчика, дешифратора, цифрового индикаторного устройства и выходных разъемов. В качестве фотоприемника 10 может быть использован четырехплощадоцный фотоприемник типа ФД - 19 КК с попарно соединенными светоцувствительными площадками, в результате чего фотоприемник представляет собой два фотоприемника со светочувствительными площадками размером 1 Х 2 мм в об(цем корпусе.Устройство работает следующим образом.Луч От источника 1 когерентного излучения нона;шет в светоделитель 2 на полунрозрачнук) зону ), из которой он выходит н дву направлениях: луч а попадает на второй голкоиый отражатель 9 и луч в на нрн(,11 ОГковый отражатель 7. ОтразивИись Ог отражателей 9 и 7, лучи а и в ион(д( ОИа зеркальную 4 и прозрачную 5 зоны светоделителя 2 соответственно. ,1 ч а, Отразившись от зеркальной зоны 4, и луч в, прошедший прозрачную зону 5, с помошьк третьего уголкового отражателя 6 смешаются но высоте не менее, чем на диаметр лазер)(ого луча и возвращаются точно но Г)м же пути в обратном порядке, но (О смешеним н высоте на полупрозрнчн к .Ону, снтолсНтеля. С)нтическое (Х(.НН 1 нс 1 НИ( .1 сЧ(И ( И ( НРОИСХОДИТ Нс ПОЛУ- нр)(рацио)1:Он(, ( Ит)делитея 2 со сме 11.НИЕМ ОНОСИТ;НН Т)КИ Д(1 НИЯ Лчей и и ц( (и 1(О 1( нм( н, чем на диаметр , ; ,1,А 1, 1 (1(Г ПТИЧ(.СКОГО , (, Н 1 1, н и (интерференционная К;Р и;,1 с (,;,Рав.ЕНИО фОКУСИ,Ик 1, который ориен р ( с (очустви Геьными пло 1 интерференционных,1Од( его получается (н, . ,Иа.а одинаковой амп;и(1, .,фазе на 90. О вели,. рнц ни я судят по изменни;),р". , ,. )Иции (количествоИО,1) )1,;.И( О 1 и).1 я на анна)а.)( , И,; г )м н 15 1 чрется регистра . 11; 11 (нс ", трап(ния интерфер(н(Нон)нн кр 1 н;, нгрм н;ирнв(1 ИОС Гс 11 Н,.(с 1( 8. КОТРс 151 С.1- КИ Д,Н; НО,1: И ,Н С ЦЕЛИК) НРЕдотвра щения попадания его в исходную точку деления лазерного излучения, что заметно улучшает стабильность результирующей интерференционной картины, а, 5 следовательно, и точность измерения устройства в целом.формула изобретенияИнтерферометр для измерения перемещений, содержащий источник когерентного излучения, расположенный по ходу пучка излуцения светоделитель, делящий излучение на два пучка референтный и измерительный, расположенный по ходу референт ного пучка первый уголковый отражатель,выполненный в виде прямоугольной призмы, расположенный по ходу измерительного пучка второй уголковый отражатель, выполненный в виде прямоугольной призмы и предназначенный для крепления на 20 объекте, расположенный в выходном пучкеинтерферометра фотоприемник и регистратор, вход которого соединен с выходом фотоприемника, отличающийся тем, что, с целью повышения тоцности измерений, интер ферометр снабжен прямоугольной призмойи третьим уголковым отражателем, свето- делитель выполнен в виде куба-призмы, гипотенузная грань которого состоит из трех зон - прозрачной, полупрозрачной и зеркальной, первый отражатель жестко уста- ЗО новлен гипотенузной гранью на боковойграни куба-призмы и ориентирован так, что ребро его рабочего двугранного угла расположено напротив границы раздела прозрачной и полупрозрачной зон гипотенузной грани, третий уголковый отражатель 35 установлен гипотенузной гранью на боковой грани куба-призмы, противоположной Грани, на которой установлен первый уголковый отражатель, оптически связан с первым и вторым уголковыми отражателями 4 и ориентирован так, что ребро его рабочегодвугранного угла перпендикулярно соответствующим ребрам первого и второго уголковых отражателей, прямоугольная призма жестко установлена своей гипотенузной гранью на катетной грани третьего отра жателя симметрично относительно падающего на эту грань пучка, второй уголковый отражатель ориентирован так, что ребро его рабочего двугранного угла установлено напротив границы раздела полупрозрачной и зеркальной зон гипотенуз ной грани куба-призмы, а источник когрентного излучения установлен так, что Оптическая ось его пучка смещена по вертикали относительно ребра рабочего двугранного угла третьего уголкового отражателя на величине не менее половины 55 диаметра пучка излучения.Составитель В. БахтинРедактор Ю. Середа Техред И. Верее Корректор И. МускаЗаказ 1314 Тираж 488 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101