Оптический интерферометр для контроля линейных перемещений объекта

Сфвз СоветскихСфциааистнческнхРеспубев ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 11996860(22) Заявлено 19.11,80 (21) 3006277/25-28с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -РМ Кэ 6 01 В 11/006 01 В 9/02 ГосударственннЯ комвтет СССР во деааи изобретекиЯ и открыткЯДата опубликования описания 15.02.83 Ю, й, Едигарян, Ю. С. Марданян и Н, А, Иср(72) Авторы изобретения 1) Заявитель54) ОПТИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КО ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОРЬЕКТА О Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля линейных перемещений объекта, а также для применения в быстродействующих Фурье-спектрометрах.Известен оптический интерферометр типа Майкельсона, в одной из ветвей которого установлено зеркало с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль направления луча, например, с помощью электродинамического линейного двигателя 1 3..Однако этот интерферометр имеет небольшое быстродействие из-за наличия больших инерционных сил в моменты реверса подвижных частей, что приводит к вреднЫм колебаниям, снижающим точность контроля, требует. большого энергопотребления, обусловленного вЬэвратно-поступательным режимом работы привода, и сложную конструкцию из-за весьма жестких требований, предъявляемых к точности углового положения сканирующего эеркала.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптический интерферометр для контроля линейных перемещенийобъекта, содержащнй последовательно расположенныеисточник излучдййя, светоделитель,делящий световой поток на две ветви,установленное в одной ветви эерйало,установленные в другой ветви зеркалои компенсатор разности хода, выполнейный ввиде подвижного и неподвижногоклиновидных элементов с нреломпяющими поверхностями, и приемное устройство 2 ).Преломляющие поверхности. клиновидных элементов плоские, клиновидные элементы представляют собой стеклянныа кщиия с равными преломпяющими углами,обращенными в противоположные стороны. Изменение разности хода в этих устройствах получается в результате изменения взаимного положения клиньев путем возвратно-поступательного перемещения одного из клиньев поперек луча.Недостатками известного интерферометра являются низкая точность контроля,и сложность конструкции, поскольку возвратно-поступательное . движение, имеющее место в известном интерферометре, характеризуется появлением больших инерционных нагрузок в моменты реверса подвижных частей, высоким энергопотреблением впереходном режиме движения. Крометого, возвратно-поступательное прямолинейное сканирование требует точных и сложных направляющих элементовпрямолинейного движения,Дель изобретения - повышение точности контроля и упрощение конструкции.Поставленная цель достигается тем,что в оптическом интерферометре дляконтроля линейных перемещений объекта, содержащем последовательнорасположенные источник излучения,светоделитель, делящий световой поток на две ветви, установленное водной ветви зеркало, установленныев другой ветви зеркало и компенсаторразности хода, выполненный в видеподвижного и непоцвижного клиновидных элементов с преломпяющими поверхностями, и приемное устройство, преломляющие поверхности клиновидных фэлементов выполнены в виде винтовыхповерхностей с образующими, перпендикулярными оси винтовой поверхности,а подвижный клиновидный элемент установлен с возможностью вращения 25вокруг этой оси.Шаг винтовой поверхности определен из соотношенияЛьх где.п - показатель преломления клиновидных элементов и - показатепь преломпения среодыртребуемая разность хода;угол между проекциями образующих, ограничивающих рабочий участок винтовой по" ф 0 верхности в плоскости, перпендикулярной оси винтовой поверхности.На фиг, 1 изображен оптическийинтерферометр для контроля линейныхперемещений объекта, общий вид; нафиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг.3 то же, вид слева,Интерферометр содержит последовательно расположенные источник 1 излучения и светоделитель 2, делящий,световой поток на две ветви, установленное в одной ветви зеркало 3, установленные в другой ветви зеркало 4и компенсатор разности хода, выполненный в виде неподвижного клиновидного элемента 5 и подвижного клиновидного элемента б, установленногона оси 7, имеющей возможность враще-ния, и приемное устройство 8. Прелом ляющие поверхности клиновидных элементов 5 и б выполнены в виде винтовых поверхностей,Образующие 9 и 10 винтовых поверхностей клиновидных элементов 5 и б 65 перпендикулярны оси 7 вращения, сами винтовые поверхности обращены друг к другу.Интерферометр работает следукщим образом.Луч света от источника 1 излучения делится с помощью светоделителя 2 на два луча, которые, отражаясь от зеркал 3 и 4, интерферируют, что регистрируется с помощью приемного устройства 8. Один из лучей проходит через клиновидные элементы 5 и б, При вращении клиновидного элемента б меняется суммарная толщина клиновидных элементов 5 и 6 и, тем самым, меняется длина оптического пути в этой ветви интерферометра.Шаг в винтовой поверхности определяется исходя из заданной разности хода лучей (йх) и определен из вышеуказанного соотношенияТаким образом, предложенный интерферометр позволяет упростить конструкцию, повысить точность контроля и быстродействие и уменьшить энергопотребление.Все это достигается заменой возвратно-поступательного движения равномерным вращательным движением без реверса клиновидного элемента.В этом случае имеет место установившийся режим равномерного вращательного движения, что обеспечивает возможность сканирования с весьма широким диапазоном скоростей, При этом в качестве направляющих используются простые по конструкции и хорошо зарекомендовавшие себя опоры вра" щения (например, серийно выпускаемые подшипники)Формула изобретенияОптический интерферометр для контроля линейных перемещений объекта, содержащий последовательно расположенные источник излучения, светоделитель, делящИй световой поток на две ветви, установленное в одной ветви зеркало, установленные в другой ветви зеркало и компенсатор разности хода, выполненный в .виде подвижного и неподвижного клиновидных элементов с преломляющими поверхностями, и приемное устройство, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля и упрощения конструкции, преломляющие поверхности клиновиднйх элементов выполнены в виде винтовых поверхностей с образующими, перпендикулярными оси винтовой поверхности, а подвижный клиновидный элемент установлен с воэможностью вращения вокруг этой оси.2, Оптический интерферометр по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,996860 рабочий участок винтовойповерхности в плоскости,перпендикулярной оси винтовой поверхности. 5 Источники и принятые во вниман 1. Андреев А. И намический привод метра. -ОМП, 1977,ц) 2. Чуриловский и расчет приэменн строение", 1979, с 260 (прототип), д показатель п клиновидных еломления лементов; еломпения- показатель среды; в , требуемая разность хода; угол между проекциями Образующих, ограничивакицих Составитель Л, ЛобзоВа актор Л, Веселовская Техред С,Мигунова КорректорВ, Прохнен00 комитета СССРи открытий ская наб д. Подписное Тираж 6ударственногоизобретенийва, Ж, Раую Заказ 917/58 ВНИИПИ Г по дел 113035, Мос5 П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная филиал что шаг винтовой поверхности определен из соотношения ЯйхУ нформации,ие при экспертизеи др. Электродидля Фурье-спектроФ 10.В. Н. и др. Теорияых систем. фМашино 170, 210, 250,