Интерферометр для измерения перемещений объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.РЕСПУбЛИК ц 5 6 01 В 11/16 ЕНИЯ. РЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 1439389, кл, 6 01 В 902, 1987.2. Заявка Франции М 2375577, кл. 0 01 В 9/02, 1976.(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЬЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины и скорости перемещения объектов, Целью изобретения является повышение точности, увеличение диапазона измерений, повышение их надежности эа счет уменьшения потерь энергии. В каждом из интерференционных потоков располагают идентичные регистрирующие системы, состоящие соответственно из светоделительных поляриэационных призм, развернутых друг относительно друга на 45 вокруг Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины и скорости перемещения объектов,Известен интерферометр типа Майкельсона для измерения перемещений, содержащий лазер с поляризующим элементом на выходе, элемент для сдвига фаз, расположенный в опорном плече интерферометра, отражатель измерительного плеча в виде уголкового отражателя, поляриэационный расщепитель, установленный,Й 2 1779913 А оптическои оси. так что угол между их векторами поляризации 31 и 52 также составляет 450 и фотоприемников. Пройдя через фазовые.пластины, главные оси которых развернуты на 90, световые потоки с противоположно направленной круговой поляризацией отражаются от угловых отражателей и интерферируют между собой на светоделительной грани светоделителя. За счет разворота призм достигается выделение четырех интерференционных потоков, векторы поляризации которых повернуты друг относительно друга также на 450. Фотоприемники регистрируют эти потоки и преобразуют их в электрические сигналы, сдвинутые по фазе на л/2 между собой, Набор этих сигналов определяет направле- З ние и величину перемещения уголкового отражателя измерительного канала.Использование изобретения позволяет путем уменьшения потерь световой энергии увеличить диапазон измерений и .надежность работы системы за счет повышения помехозащищенности и снижения требова- ь ний к уровню вибрации. 1 ил. на выходе интерферометра и фоторегистрирующую систему (ЦНаиболее близким по технической сущности к изобретению является интерферометр, предназначенный для измерения перемещений, содержащий два отдельных пучка света, полученных от одного источника, один из которых отражен от подвижного зеркала, другой - от неподвижного, фотоприемники, принимающие интерферированные пучки, и средства для круговой поляризации пучков в противоположных на 1779913правлениях, Интерферированный пучокразделен светоделителями на три отдельных пучка, каждый из которых направлен насоответствующий фотоприамник. Междукаждым фотоприемником и светоделителем 5расположен поляроид, причем ось одногополяроида находится под углом 45 к осямдвух других, которые ортогональны (2,Недостатком эого интсрферометра являются большие потери световой энергии - 10более 75;4 (в два раза уменьшается энергияна расщепителе света на два пучка, далеееще в два раза на поляроидах),Целью изобретения является повышение точности и увеличение диапазона измерений эа счет уменьшения потерь энергии,указанная цель достигается тем, что интерферометр для измерения перемещенийобьекта, содержащий последовательно установленные лазер и светоделитель, делящий пуо на два, в одном иэ которыхустановлены фаэовая пластина и уголковыйотражатель, а в другом пучке установленывторая фазовая пластина и уголковый отражатель, предназначенный для установки на 25обьекте, и установленную на одном из выходов интерферометра систему регистрации, выполненную в виде светоделителя идвух фотоприемников, ориентированныхтак, что их оптические оси перпендикулярнь 1, снабкен второй системой регистрации,идентичной первой, установленной на втором выходе интерфераметра, в обеих системах регистрации светоделигели выполненыв виде поляризационных призм, установленных так, что векторы поляризации призмобразуют между собой угол 45".На чертеже изобракена принципиальная схема интерферометра для измеренияперемещений обьекта. 40Интерферометр содержит последовательно. установленные лазер 1, снабженныйполяризующим элементом (не обозначен), исветоделитель 2, делящий пучок на два, Водном пучке, опорном, установлена фазовая пластина 4 и неподвикный уголковыйотражатель 5 (8). В другом, измерительном- пучке, установлены фазовая пластина 3 иуголковый отражатель 5, предназначенныедля установки на обьекте. Фазовые пластины 3 и 4 предназначены для создания противоположно направленной круговойполяризации,На выходах интерферометра расположены две идентичные системы регистраци и, каждая иэ которых содержитсветоделительную поляриэационную призму 7 (8) и два фотоприемника 9 и 10(11 и 12). Фотоприемники в каждой системе регистрации расположены ортогонально. Светоделительные поляризационные призмы 7 и 8 установлены так, что векторы поляризации призм 31 и Я 2 образуют между собой угол 45 О.Интерферометр работает следующим образом. Линейно поляризованный световой поток, выходящий из лазера 1, делится светоделителем 2 на два пучка. Пройдя через фазовые пластины 3 и 4, главные осиокоторых развернуты на 90, световые потоки с противоположно направленной круговой поляризацией отражаются от уголковых отракателей 5, б и интерферируют между собой на светоделительной грани светоделителя 2. Каждый из интерференционных потоков попадает на соответствующую поля ризационную призму 7, 8 системы регистрации,За счет располокения поляризационных призм 7, 8 так, что их векторы поляризации образуют между собой угол 45, достигается выделение четырех интерференционных потоков, векторы поляризации которых также развернуты на 45 О. Фотоприемники 9, 10 и 11, 12 регистрируют эти потоки и преобразуют. их в электрические сигналы, сдвинутые по фазе на к/2 между собой, т.е, узап, рсоз, -зп р, -соз р Набор этих сигналов определяет направление и величину перемещения уголкового отражателя, установленного на объекте,Формула изобретения Интерферометр для измерения перемещений объекта, содержащий последовательно установленные лазер и светоделитель, делящий пучок на два, в одном из которых установлены фазовая пластина и уголковый отражатель, а в другом пучке - вторая фазовая пластина и уголковый отракатель, предназначенный для установки на объекте, и система регистрации, выполненная в виде светоделителя и двух фотоприемников, ориентированных так, что их оптические оси перпендикулярны, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения . точности и увеличения диапазона измерений, он. снабжен второй системой регистрации, идентичной первой, оптически связанной с первой системой через свето- делитель, в обеих системах регистрации светоделители выполнены в виде поляриэационных призм, установленных так, что векторы поляризации призм образуют между собой угол 45 О.779913 Составитель З.ЮщенкоТехред М.Моргентал ор Н.Гунько К Редакто изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Ф аказ 4428 Тираж Подписное - 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5