Устройство для измерения малых угловых смещений источника когерентного излучения

(п)932226 Сою СоветскинСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВЕЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 т)М. Кл. С 01 В 11/26 9 кудорстванный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ УГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ ИСТОЧНИКА КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерении углов с помощью волновых излучений, преимущественно в автоматизированных системах контроля и управления сложных обьектов, а также при проведении доводочных и юстировоцных работ с прецизионной тоцностью.Известно устройство, основанное на способе дискретной индикации углато поворота зеркала путем фиксации многократно отраженного луча света на выходе зеркального умножителя и содержащее источник света, зеркальныйтз умножитель и фотоприемник 1.Однако такое устройство не реагирует на направление измеряемого уг-лового смещения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения малых угловых смещений источника когерентного излучения, содержащее оптически связанные пленочный волновод с интеграль= но-оптицеским элементом связи, воло. конный мозаичный приемник и фотопреобразователь. Вход волоконного мозаичного приемника соединен с первым (одним) выходным торцом пленочного волйовода, а выход - с фотопреобраэователем. В качестве интегрально-; оптицеского элемента связи использован призменный элемент связи 1.2 1,Недостатком этого устройства является сложность конструкции, выражающаяся в необходимости точной настройки воздушного зазора между призменным элементом связи и пленочным волноводом в процессе производства и эксплуатации, так как от величины зазора зависят возбуждаемые в волноводе моды. Кроме того, устройство имеет недостаточно высокую точность измерения, поскольку на работу устройства в значительной степени влияют вибрации, ускорения и ударные нагрузки. Устройство имеет ограничен 932226ный диапазон измерения, посколькуна диапазон угловых смещений луча источника когеретного излучения накладываются дополнительные ограничения,связанные с отражением и преломлением луча на поверхности призменногоэлемента связи,Цель изобретения - расширение диапазона и повышение точности измерения. оПоставленная цель достигается засчет того, цто устройство снабженовторым волоконным мозаичным приемником, вход которого соединен со вторым выходным торцом пленочного волновода, выход - с Фотопреобразователем,а интегрально-оптический элемент связи выполнен решеточным,На Фиг, 1 представлена структурнаясхема устройства для измерения малых 20угловых смещений истоцника когерентного излучения; на фиг. 2 - ход лучасвета при возбуждении моды в пленочном волноводе,Устройство содержит пленочный волновод 1 с решеточным интегрально-оптическим элементом 2 связи, волоконные мозаичные приемники 3 и 4 и фотопреобразоаатель 5. Входы волоконныхмозаичных приемников 3 и 4 соединены зос выходными торцами пленочного волноаода 1, а выходы с фотопреобразователемПленочный волновод 1 нанесен наподложку б, Решеточный интегральнооптический элемент 2 связи выполненв виде нанесенного на пленочный волноаод 1 диэлектрического слоя 7 сгофрированной решеткой 8 . Волоконныемозаицные приемники 3 и 4 выполненыв виде оптицеских деталей с регулярной укладкой волокон. Фотопреобраэователем 5 является матрица фотоприемников на основе приборов с зарядовойсвязью,Устройство работает следующим образом.Луц 9 света от источника когерентного излучения (не показан) падает на решетоцный интегрально-оптический 50 элемент 2 связи. Попадая на гофрированную решетку 8, луч 9 света возбуждает в пленочном волноводе 1 волноводную моду 10, порядок которой зависит от угла падения луча на ре шетоцный интегрально-оптический элемент 2 связи, Волноводной моде 10 данного порядка соответствует определенное распределение светового поля на одном из выходных торцов пленочного волновода 1 в зависимости от направления падения луча 9 света.Такая картина светового поля передается волоконным мозаичным приемником 3 или 4 в фотопреобразователь 5.Таким образом, в Фотопреобразователь 5 поступает оптический сигнал, свидетельствующий о наличии в пленочном волноводе моды 10. Картина светового поля расшифровывается фотопреобразователем 5, и он выдает сигнал о наличии в пленочном .волноводе 1 моды 10 определенного порядка, которой соответствует определенный угол падения луча 9 света, а значит и определенное положение источника коге рентного излучения.При повороте источника когерентного излучения изменяются угол падения луча света на решеточный интегрально-оптический элемент 2 связи, порядок волноводной моды в пленочном волноводе 1, картина распределения светового поля на одном из выходных торцов волновода 1 и показания фотопреобразователя 5. Зная угловое смещение между порядками волноводных мод, можно судить о величине углового смещения источника когерентного излучения.Расширение диапазона и повышение точности измерений достигается тем, что решеточный интегрально-оптический элемент связи имеет симметричную конструкцию и диапазон измерений разбивается таким образом на вдвое меньшие интервалы.Формула изобретенияУстройство для измерения малыя угловых смещений источника когерентного излучения, содержащее оптически связанные пленочный волновод с интегрально-оптическим элементом связи, волоконный мозаичный приемник и фото- преобразователь, вход волоконного мозаичного приемника соединен с первым выходным торцом пленочного волновода, а выход - с фотопреобразователем, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности измерения, оно снабжено вторым волоконным мозаичным приемником, вход которого соединен с вторым выходным торцом пленочногоСоставитель Л.Лобзовашникова Техред Ж. Кастелевич Корре едактор Едбе у дв аушск Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,5 93 волновода, выход - с фотопреобразователем, а интегрально-оптический элемент связи выполнен решеточным.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Тираж 61 Государственно елам изобретен Москва, И,2226 61. Авторское свидетельство СССРР 208991, кл. С 01 В 11/26, 1968.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2713525/25-28,з кл. О 01 В 11/26, 1980 (прототип) . Подписикомитета СССРи открытий