Интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 00258 19) .Яа 3. 9/ 51) НИЯ О С) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Особое конструкторское бюро машиностроения при Саратовском заводе "Тантал"(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, Целью изобретения является повышение точностиизмерений, интерферометр содержит лазер1, призму 2, светоделитель 3, отражатели 4и 5, две А /4 фазовые пластины 6 и 7, оптические клинья 8 и 9, два подвижных зеркала 10 и 11. Интерферометр работает следующим образом: излучаемыи лазером 1 пучок поляризованного излучения падает на светоделитель с поляризационным покрытием 3, где разделяется, Отраженный от поляризационного покрытия пучок излучения отражается от отражателя 4 и иэ призмы 2 выходят два пучка, Каждый из этих пучков проходит через одну из фазовых пластин 6, 7, которые измеряют линейные поляризации на круговые. Затем оптические клинья 8 и 9 отклоняют каждый пучок излучения на заданный угол от визирной оси в разные от нее стороны и направляют перпендикулярно одному из отражателей 10 и 11, вследствие чего отраженные от них пучки совмещаются с падающими. Проходя на обратном пути через А/4 фазовые пластины 6 и 7, пучки излучения вновь изменяют свою поляризацию с круговой на линейную, 1 ил.5 10 15 20 Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, предназначено для измерения прямолинейности и может быть использовано для контроля направляющих в координатно-измерительных машинах, обрабатывающих станках и других устройствах, к прямолинейности которых предъявляются высокие требования,Цель изобретения - повышение точности измерений,На чертеже изображена схема интерферометра.Интерферометр содержит лазер 1, создающий пучок поляризованного излучения, призму 2, включающую светоделитель с поляриэационным покрытием 3 и два отражателя 4 и 5, две А /4 фазовые пластины 6 и 7, установленные после призмы 2 по одной на пути каждого пучка излучения, оптические клинья 8 и 9, установленные после фазовых пластин 6 и 7 по одному на пути каждого пучка излучения с возможностью отклонения их в разные от визирной оси стороны, и два подвижных зеркала 10 и 11, расположенных по одному на пути каждого излучения перпендикулярно ему и жестко соединенных между собой, В оптической схеме может быть использован лазер двухчастотного излучения с ортогональными линейными поляризациями, либо одночастотный лазер, При использовании одночастотного лазера плоскость поляризации должна быть ориентирована под углом к плоскости падения. При этом оптимальный угол между этими плоскостями составляет 45.Интерферометр работает следующим образом.Излучаемый лазером 1 пучок поляризованного излучения падает на светоделитель с поляризационным покрытием 3, где разделяется. При этом при использовании двух- частотного излучения пучок излучения с горизонтальной поляризацией в 1 проходит через поляризационное покрытие светоделителя 3, а с вертикальной поляризацией и отражается от него. Если в интерферометре использован одночастотный лазер, плоскость поляризации которого ориентирована под углом к плоскости падения, то поляризационное покрытие 3 пропускает горизонтальную составляющую поляризации и отражает вертикальную. Аналогичное разделение происходит при использовании лазера с круговой поляризацией излучения.Отраженный от поляризационного покрытия 3 пучок излучения с вертикальной поляризацией вг отражается затем от отражателя 4 и из призмы 2 выходят два пучка 25 30 35 40 45 50 55 излучения, один из которых имеет горизонтальную в 1, а другой вертикальную й линейные поляризации, Каждый из этих пучков проходит через одну из Л /4 фазовых пластин 6 и 7, которые изменяют линейныег( 4) поляризации в 1 и в 2 на круговые в 1 и й 2, Затем оптические клинья 8 и 9 отклоняют каждый пучок излучения на заданный угол а от визирной оси в разные от нее стороны и направляют каждый пучок перпендикулярно одному иэ отражателей 10 и 11, вследствие чего отраженные от них пучки совмещаются с падающими, Проходя на обратном пути черезов /4 фазовые пластины 6 и 7, пучки излучения вновь изменяют свою поляризацию с круговой на линейную, Однако при этом изменении первоначальная горизонтальная поляризация в преобразуется в вертикальнуюв 1 и соответственно вертикальная в в горизонтальную в 2 Затем пучок с вертикальной поляризацией в отражается от светоделителя 3, а пучок с горизонтальной поляризацией а 2 - от отражателя 4 и проходит через светоделитель с поляризационным покрытием 3, пространственно совмещается с пучком излучения в 1 и, отразившись от отражателя 5, направляется в блок обработки сигнала (на чертеже не показан),При отклонении блоков 10 и 11 от прямолинейной оси изменяется величина хода каждого пучка излучения, изменяя его частоту, которая отражается на формировании сигнала о данном отклонении,При использовании в схеме одночастотного лазера в 1 =а 2 и информационным сигналом на выходе является разность Ьщ , характеризующая наличие и величину отклонения от прямолинейности.Установка на пути каждого пучка поляризованного излучения А /4 фазовой пластины позволяет при двукратном прохождении через нее пучка излучения изменить поляризацию излучения на ортогональную. Такое решение позволяет для пространственного разделения пучка по поляризациям использовать светоделитель с поляризационным покрытием, которое пропускает излучение с горизонтальной поляризацией и отражает излучение с вертикальной поляризацией. В результате отраженный от покрытия пучок излучения с вертикальной поляризацией после двукратного прохождения через А/4 фазовую пластину изменяет поляризацию на горизонтальную и на обратном пути прохо1800258 Составитель А.СмоляковТехред М.Моргентал Корректор П.Гереши Редактор Т,Рожкова Заказ 1 56 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101г дит через поляризационное покрытие светоделителя, а составляющ, я прямого пучка излучения, имевшая при р.зделении горизонтальную поляризацию и прошедшая через поляризационное покрытие, на обратном пути после изменения поляризации на вертикальную отражается от поляризационного покрытия. и пространственно совмещается с пучком, имеющим горизонтальную поляризацию.Экономический эффект от реализации такого решения достигается за счет замены дорогостоящей поляризационной двулучепреломляющей призмы типа "призма Волластона" в комплекте с малоэффективным зеркальным светоотражателем на более эффективный и дешевый комплект в составе светоделительной призмы с поляризационным покрытием, двух Л /4 фазовых пластин и двух оптических клиньев. Это упрощает конструкцию, при этом в несколько раз увеличивается эффективность использования интенсивности излучения, а следовательно, выходной сигнал, и повышается точность измерений.Формула изобретения 1, Интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности, содержащий источник поляризованного излучения и последовательно расположенные по ходу излучения светоделительный и зеркальный блоки, зеркальный блок выполнен из двух жестко соединенных под заданным углом друг к другу зеркал, установленных по одному в каждом из пучков от светоделительного блока, и блок обработки информации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности, он снабжен двумя А /4 фазовыми пластинами и двумя оптическими клиньями, ориентированными вершинами к оптической оси, светоделительный блок выполнен 10 в виде двух отражателей, соединенных другс другом через светоделительное поляризационное покрытие по плоскости, ориентированной под заданным углом к оптической оси, клинья установлены по ходу излучения 15 между светоделительным и зеркальнымблоками так, что один из них расположен в пучке, отраженном от зеркала светоделительного блока, а второй - на пути пучка, прошедшего от поляризационного покры тия. 2. Интерферометр по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что источник поляризованного излучения выполнен в виде двухча стотного лазера с ортогональнымиплоскостями поляризации.3. Интерферометр по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что источник поляризованного излучения выполнен в виде одночастот ного лазера с плоскостью поляризациипод углом 45 в плоскости падения излучения.