Лазерный интерферометр для измерения линейных перемещений объекта

(19)0 01 В 9/02, 11/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ фтГгртт з 11 Ц:" а ;:, - .й";р,Г .-дтГ. -., ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Патент США ЬВ 3458259, кл, 356-106, 1969,(54) ЛАЗЕРНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения с высокой точностью линейных Изобретение относится к измерительной технике, а именно к лазерной интерферометрии, и может быть использовано для измерений с высокой точностью линейных перемещений объектов,Наиболее близким к предлагаемому устройству является лазерный интерферометр, содержащий источник двухчастотного излучения, оптически связанные с ним неполяризационный и поляризационный светоделительные кубики, два отражателя опорного и измерительного плеч интерферометра и два фотоприемных устройства, связанные электрически с электронно-вычислительным блоком.Целью изобретения является повышение точности и быстродействия лазерного инте рферометра,Указанная цель достигается тем, что источник двухчастотного излучения выполнен в виде двухмодового частотно-стабилизировнного лазера, а каждое фотоприемное устройство состоит из фазовой пластинки Ю 4, поляризатора и фотодиода. перемещений. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерения. Интерферометр содержит источник двухчастотного излучения, оптически связанный с поляризационным и неполяризационным светоделительными кубиками, двумя отражателями и двумя фотоприемными устройствами, связанными с электронно-вычислительным блоком, В качестве источника излучения используется двухмодовый лазер, а каждое фотоприемное устройство состоит из фазовой А (4 пластинки, поляризатора и фотодиода, работающего на частоте межмодовых биений, 1 ил.(ЛНа чертеже изображен предлагаемыйинтерферометр,Устройство содержит источник 1 монохроматического излучения, работающий в режиме генерации двух продольных мод, а оптически связанные с ним поляризационный 2 и поляризационный 3 светоделитель- О ные кубики, отражатели 4 и 5 опорного и измерительного плеч интерферометра и два фотоприемных устройства 6 и 7, Каждое фотоприемное устройство состоит из четверть- С волновой фазосдвигаюстай пластинки 10, поляризатора 11 и фотодиодов 12, работающих на частоте межмодовых биений. Выхо аюагю ды фотоприемных устройств соединены с электронным блоком 8 и блоком 9 цифровой индикации,Излучение источника монохроматического излучения представляет собой две моды излучения с ортогональными линейными поляризациями и отличающиеся по частоте на 640 Мгц. После отражения от светоделительной грани кубика 2 обе поляризации поступают на фотоприемное устройство б.1793204 фазовая Л /4 пластинка 10 ориентирована так, что главная ось ее составляет углы в 45 к поляризациям компонент лазерного излучения. На выходе фазовой пластинки образуются две ортогональные круговые поляризации с той же разностью частот, Поляризатор 11 пропускает на фотоприемник 12 линейно поляризованные разночастотные излучения. В результате оптического гетеродинирования на выходе фотоприемника появляется электрический сигнал на частоте межмодовых биений 1 о - 640 МГцОо " Оо 31 п 2 й 1 о 1;, Р) где Оо - амплитуда сигнала.Прошедшее через кубик 2 излучение лазера попадает на поляризационный кубик 3 интерферометра Майкельсона, на котором оно делится по поляризациям, Отразившись от измерительного и опорного отражателей интерферометра лучи с разными поляризациями-совмещаются на том же кубике и поступают на фотоприемное устройство 7, на выходе которого возникает электрический сигнал на частоте 1 о,аналогичный (1),Работает устройство следующим образом.При перемещении измерительного отражателя 5, .закрепленного на подвижной части машины, относительно опорного отформула изобретения Яазерный интерферометр для измерения линейных перемещений обьекта, содержащий источник двухчастотного излучения, оптически связанные с ним неполяризационный и поляризационный светоделительные кубики, два отражателя опорного и измерительного плеч интерферометра и два фотоприемных устройства, связанные элекражателя 4 с кубиком 3 частота электрического сигнала на фотоприемнике 7 изменяется на величину допплеровского сдвигаЬ д= Р)2 Ч сгде ч(т) - скорость движения обаекта;Л- длина волны. света;1 - время.При перемещении отражателя 5 в на правлении к кубику 3 частота сигнала на. уменьшается на величину(2). Сигналы с фотоприемных устройств 6 и 7 подаются в 15 электронный блок 8, где они усиливаются,преобразуются по частоте и поступают вблок 9 цифровой индикации. В последнемпроисходит измерение фазового сдвига сигналов фотоприемников 6 и 7, равного 20сЬср =, 2 жЬмд(т) С 31=-Блок цифровой индикации 9 представляет значение перемещения Х в цифровомвиде с дискретностью Л/8 или Л /64. трически с электронно-вычислительным блоком, о т л ич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерения, источник двухчастотного излучения выполнен в виде двухмодового частотно стабилйзированного лазера, а каждое фотоприемное устройство состоит из фазовой пластинки Л /4, поляризатора и фотодиода.1793204 Составитель Н.Яков Техред М,Моргента едакто ректор Н.Слободяни Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж л.Гагарина, 1 О каз 493 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5,