Устройство для контроля формы зеркал

О П И С А Н И Е ( )1002828ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советск нкСоцналнстнческнкРеслублнк Авторызобретеиия) Заявител(54) УСТРОИС Я КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ЗЕРК нтрольжет бытья контконтроля амплитуд игнала дуляторо фотоприе ь ( Фазоме ой разно сигнала Преобразование оптичесхода в фазу электрическогосуществляемое в данном уобеспечивает чувствительнока сотых долей длины волнемого лазера 1,троистве,сть порядиспользу роист ва яв кая чувств Недостатком этого уст ется сравнительно невысо тельность контроля.Наиболее близким к изо технической сущности явля ство для контроля формы з етению пося устрой л 1 Изобретение относится кно-измерительной технике ииспользовано, в частности,роля формы зеркал.Известно устройство дляформы зеркал, использующееную модуляцию оптического си содержащее лазер, блок моинтерферометр Майкельсона,ник диссектор ) и измерителдержащее последовательно расположенные лазер, интерферометр Майкельсона,фотоприемник и электрически связанныйс ним измеритель. Чувствительностьдостигает тысячной долей длины волныиспользуемого лазера 21,Недостатком известного интерферометра является малая амплитуда смеще.ния зеркала оптического резонатора,очто ограничивает девиацию частотноймодуляции, а следовательно, и чувствительность контроля,Целью изобретения является повышение чувствительности контроля,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для контроля формы зеркал, снабжено барабаном, выполненным с возможностью вращения вокругоси, перпендикулярной плоскости, про 2 Оходящей через оптическую ось лазера,и по крайней мере одним уголковымотражателем, жестко закрепленнымна боковой поверхности барабана и3расположенным в оптическом трактелазера между его активным элементом и одним из егЬ зеркал,На фиг.1 приведена оптическаясхема устройства для контроля формызеркал; на фиг,2 - вид А на фиг, 1;на Фиг. 3 - график закона частотноймодуляции лазерного излучения.Устройство содержит лазер, включающий глухое плоское зеркало 1,активный элемент 2 и полупрозрачноезеркало 3.Между глухим плоским зеркалом 1и активным элементом 2 в оптическийтракт лазера введен один или несколь,ко уголковых отражателей 4,жесткозакрепленных, например приклеенных,на боковой поверхности барабана5, установленного на оси 6 электродвигателя (не. показан),На оптической оси активного элемента 2 за полупрозрачным зеркалом3 установлена положительная линза 7,с фокусом которой совмещена диафрагма 8, и светоделитель 9.Светоделитель 9, объектив 10,опорное сферическое зеркало 11 иконтролируемое зеркало 12 образуютинтерферометр Майкельсона, на выходекоторого установлена диафрагма 13 ифотоприемник 14, например фотоэлектронный умножитель, соединенный свходом измерителя 15, в качествекоторого используется измеритель вре"менных интервалов.ДиаФрагмы 8 и 13, центр кривизныопорного зеркала 11 и передний фокусобъектива 10 оптически соряжены.Перед контролируемым зеркалом 12установлена диафрагма 16, имеющаясвободу перемещения по двум направлениям в своей плоскости.Устройство работает следующимобразом,Лазер, образованный глухим плоским зеркалом 1, активным элементом2 и полупрозрачным зеркалом 3, генерирует в полосе усиления активногоэлемента 2 на частоте, определяемоймгновенным значением длины оптичес. кого резонатора и скоростью ее,изменения.При вращении барабана 5 уголковыеотражатели 4, поочередно попадающиев оптический тракт лазера, т.е. отрезок оптической оси лазера, заключенный между зеркалами 1 и 3, периодически изменяют длину оптического резонатора, вызывая тем самым частотную 1002828 4ъюдулвцию лазерного излучения по некоторому пилообразному закону (кривая 17 изменения частотной модуляциина фиг.3) .Частотно-модулированное излучениелазера фокусируется линзой 7 на входную диаФрагму 8 и с помощью светоделителя 9 расщепляется на два луча, проходящих опорное и, измерительное плечи интерферометра Майкельсона.Опорный луц, отражаясь от опорногозеркала 11,и измерительный луч, прохо-,.дя объектив 10, диафрагму 16 и отражаясь от контррлируемого зеркала 12,1 э фокусируются на выходную диафрагму 13и попадают на,вход фотоприемника 14.Диафрагмы 8 и 13 служат для защитывхода фотоприемника 14 от посторонней засветки,Диафрагма 16 служит для выборазаданного участка контролируемогозеркала 12.Оптическая разность хода опорноголуча и измерительного луча в областидиафрагмы 16 вызывает временнойсдвиг закона модуляции на величину1, Фиг3), а следовательно, и частотный сдвиг а 3,Разнесенные по частоте опорныйи измерительный сигналы, одновременно действующие на вход Фотоприемника 14, вызывают на его выходебиения с частотой Ь 1Период Т= д биений сигнала фотоприемника 14 измеряется измерителем3515 временных интервалов, проградуированным в единицах длины.Введение вращающегося барабана5 с уголковыми отражателями 4 в резонатор лазера и использование изме 40рителя 15 временных интервалов вместо фазометра позволяет резко увеличить чувствительность интерферо-,метра. мз Геометрическая разность хода измерительного и опорного лучейсвязана с периодом Т биений формулойЬо1,1, огде Я - угловая скорость вращениябарабана 5;1 о- максимальная длина оптического резонатора;- смещение оси вращения бараба- И на 5 относительно оптическойоси активного элемента 2;о- длина волны используемого лазера.1002828 6барабана и расположенным в оптическом тракте лазера между его активным р- элементом и одним из его зеркал. 5 Формула изобретенияУстройство для контроля формы зе кал, содержащее последовательно расположенные лазер, интерферометр Майкельсона, фотоприемник и электрически связанный с ним измеритель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, оно снабжено барабаном В выполненным с возможностью вращения вокруг .оси, перпендикулярной плоскости, проходящей через оптическую ось лазера, и по крайней мере одним уголковым отражателем, жестко закрепленным на боковой поверхности Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мот.й 1 ег Г.М. М 1 сгоргосеззогЬазед ацтоаат.с Ьеегодупе пйегГегощейег. - нОрт,1 са 1 Епдпеег 1 пд".чо 1, 18, У 5 ЬерйеаЬег - ОсйоЬег,1979.2. Езц 1 цп 5.А., Ыо 1 Л Е,6,Адчапсез 1 п 1 птегУеговет.гс в 1 дпа 1 апа 1 уз 1 з, - нЛА Тгапзасйопзн. чо 1. 19,Н 1, МочевЬег-ОесеаЬег, 1979 (прототип).1002828 Заказ 1529119 Тираж 600 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Л.ЛобзоваРедактор Г:Безвераенко Техред А.Бабинец Корректор Л,Бокшан