322748

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(32) ПриоритетОпубликовано 05.08.74, Бюллетень29Дата опубликования описания 21.01.75 Кл. 6 02 Ь 9 Гасударственный комитет Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий) УДК 535.411(088,8) Авторыизобретени Буковский, Л, А. Кончухидзе и А. К. Т 1) Заявитель восибирский государственный научно-исследователметрологии ии институт 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕН ИНФРАКРАСНЫХ ДЛИН ВОЛНи еделенности фазового й волны при отражеа (воздух, вакуум) -можнымсдвига элнии отзеркало,ля из з-за нео тром агни аницы ср Предлагаемое устроиство предназначено для измерения инфракрасных длин волн оптического квантового генератора (ОКГ) с точностью 10 -путем сравнения с аттестованной длиной волны ОКГ, работающего в видимой области спектра. Измерение инфракрасных длин волн ОКГ имеет принципиальное значение в метрологии, так как это позволяет вплотную подойти к созданию высокостабильных эталонных и образцовых излучателей на базе ОКГ в инфракрасной области спектра, где для газового гелийнеонового ОКГ уже достигнута долговременная стабильность частоты (длины волны) - 10-", а ее воспроизводим ость 10-1.Кроме того, измерение инфракрасных длин волн с точностью 10 -позволит решить ряд прикладных задач физики и техники: возможность создания инфракрасных лазерных интерферометров для измерения длин, измерение малых коэффициентов поглощений сред в ИК-области и т. д,В настоящее время разработаны методы и аппаратура для измерения длин волн ОКГ и других монохроматических источников излучения в видимом диапазоне с точностью 10 в , Для этих целей применяются установки с приборами высокой разрешающей силы - эталонами Фабри - Перо, использование которых в инфракрасном диапазоне становится невозД вестного измерения характерно также принципиальное ограничение по точности,вызываемое модуляцией излучения ОКГ и,следовательно, невозможность измерениядлин волн высокостабильных ОКГ, так как10 такая модуляция нарушает работу системыавтоматическоп подстройки частоты. Крометого, необходимость остановки в конце и начале отсчета наведения на штрих шкалы приводит к значительному вкладу вибраций в1 у погрешность измерения. Элементарный расчет показывает, что для достижения точностиизмерений -10 -счет целых порядков интерференционных полос явно недостаточен и требуется учет дробной доли полосы,Предлагаемое устройство, включающеедвухлучевой интерферометр Майкельсона, отличается тем, что использование временногодинамического счета интерференционных полос с преобразованием дробной доли полосыв интервал времени, измеряемый цифровымприбором, устраняет погрешности, связанныес необходимостью привязки к определенноймере длины, с вибрациями (обычно имеющими место при измерениях) и позволяет повы 30 сить точность измерения дробной доли интерференционной полосы. Кроме того, в такой схеме исключается влияние обратной связи на оптический квантовый генератор.На чертеже изображено .предлагаемое устройство.Оптико-электронное устройство для динамических измерений инфракрасных длин волн газовых ОКГ состоит из интерферометра Майкельсона (или двух независимых интерферометров с общим подвижным зеркалом) и электронного устройства, предназначенного для счета интерференционных полос и определения дробной части порядка интерференции. В качестве эталонного источника излучения служит стабилизированный по частоте газовый ОКГ, генерирующий в видимой области спектра (например, гелий - неоновый ОКГ с Х = 0,6328 мкм), аттестованный путем сравнения с эталоном длины Кг" с точностью 2 10 - , Источником измеряемой длины волны служит стабилизированный газовый ОКГ, генерирующий в инфракрасной области спектра (например, также гелий - неоновый ОКГ, работающий на переходе 3,39 мкм).Схема предлагаемого устройства состоит из фотоприемников 1, формирователей счетных сигналов 2, счетчиков целых интерференционных полос 3, стартстопного формирователя 4, блока управления 5, цифрового блока дробной части порядка интерференции 6, арифметического устройства преобразования дроби в десятичный вид 7,Модуляция интерференционной картины, имеющая место при .перемещении каретки с общим для обоих интерферометров зеркалом, воспринимается фотоприемниками 1. Синусоидальный сигнал, снимаемый с нагрузок последних, преобразуется известными методами в удобный для цифровой регистрации вид. Для этой цели служат каналы формирования и счета целых интерференционных полос. При установившемся равномерном движении карет ки с зеркалом стартстопный формирователь 4 выдает сначала импульс запуска, а по прохождении кареткой некоторого расстояния - стоп-импульс на блок управления 5. Последний управляет работой схемы таким образом, что пропденное расстояние как бы ограничивается с обеих сторон двумя импульсами це лых красных интерференционных полос. Таким образом, пройденное расстояние 1 с одной стороны равноЕ Ф2 и и с другой стороныу (у + ) ик2 пик(2) где пр, п,п; - соответственно показательпреломления среды для красной и инфракрасной длин волн;е - дробная часть ИК-порядка интерферен ции.Нетрудно определить из (1) и (2)кркрикнкРик 1 )кр20 Как было сказано выше, для получения точности измерения длины волны порядка 10 -возникает задача отсчета дробной части ИК- порядка интерференции. Для этого предназначен цифровой блок отсчета дробной с уст ройством преобразования результата в десятичный вид,П р ед м е т изобретенияУстройство для динамических измерений ин- чО фракрасных длин волн, содержащее одночастотный стабилизированный оптический квантовый генератор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно содержит интерферометр Майкельсона с подвижным зеркалом, служащим для модуляции световых потоков эталонного и измеряемого оптических квантовых генераторов, двухканальную электронную систему счета целых интерференционных полос, стартстопный фор О мирователь, блок управления, обеспечивающий динамический счет полос, цифровой блок отсчета дробной части порядка интерференции и фотоприемники, регистрирующие модуляцию световых потоков, соединеппыс со входами 45 соотвстствующих каналов двухканальнойэлектронной системы счета целых полос, выходы котороисоединены со входами электронных счетчиков, фиксирующих число интерференционных полос.322748 Составитель В. Зверев Техред Г. Васильева Корректор И. Позняковская Редактор Е, Полякова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3669/1 Изд, Ио 145 Тираж 537 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, А(-35, Раушская наб., д. 4/5