Поляризационно-оптическое устройство для реверсивного счета полос интерференции

ф,Юизов етвнияидетельству ПИС КОМ Н АВ к СФР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(71) Львовский ордена Ленина госу-. дарственный университет(56) 1, Авторское свидетельство ССС Н 91873, кл. 6 01 О 5/38, 1950.2, Авторское свидетельство СССР Х 50682., кл. Р 02 В 5/28, 1980, (5 Й )(57) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКОЕ; УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕВЕРСИВНОГО СЧЕТА ПОЛОС ИНТЕРФЕРЕНЦИИ, содержащее источник монохроматического поляризованного .света, оптически связанные.формирователь, два светоделителя, установленные последовательно по ходу оптического луча, два измерительных канала, каждый из которых включает в себя анализатор и Фотоприемник с предварительным усилителем, логический блок,подключенный через блок сравнения.к выходам измерительных каналов,отличающееся тем, что,с целью повышения точности, быстродействия и расширения диапазонаизмерений, в него дополнительновведены установленный по,ходулуча третий измерительный канал,блок измерения дробной части порядка интерференции, блоки памяти,Формирования управляющих импульсови реверсивный счетчик, при этом близмерения дробной части подключен к выходу предварительного усилителя третьего канала , вь 1 ходыизмерительных. каналов через блоксравнения, логический . блок, блокпамяти и блок формирования подкпючены к реверсивному счетчику, а анализаторы первых двух измерительных:каналов установлены таким образом,что обеспечивают постоянный фазовый сдвиг лучей на фотоприемникахотносительно луча третьего канала,равный + Л/2 и - 3 Г/2, 1032329 2Изобретение относится к интерФеренционным поляризационно-опти. ческим устройствам и предназначено для измерения оптической разности хода лучей при исследованиях Фотоупругости, изменений двупреломления, однорОдности кристаллов, Фазовых переходов, толщины растущих кристаллических пленок, кристаллооптических методов определениятемпературы неподвижных и вращающихся стационарных объектов,Известно устройство для равер" сивного счета движущихся полос ин; терференции, содержащее двухлуче" вой интерферометр, объект исследо" вания, три измерительных канала с диафрагмами и фотоприемниками и трехфазный синхронный двигатель, обмотки которого через усилители подключены к фотоприемникам, В этом устройстве в плоскости изображения интерференционной полосы две диафрагмы Фотоприемников сдвинуты относительно третьих на фазовый угол равный + л /2 и - Х/2, Такое расположение диафрагм обеспечивает получение трехфазного синусоидального тока при движении интерференционной картины и соответствующее вращение двигателя, обеспечивающего индикацию величины и направления изменения разности хода в интерференционном устройстве1 1,Известное устройство обладает низкой точностью и малым быстродействием, обусловленными применением электромеханического привода в регистрирующем устройстве.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является поляризационно-оптическое устройство для реверсивного счета полос интерференции, содержащее источник монохроматического поляризованного света, оптически связанные формирователь, два светоделителя, уста" новленные по ходу оптического луча,два измерительных канала, каждый из которых включает в себя анализатор и фотоприемник с предварительным усилителем, логический блок подключенный через блок сравнения к выходам измерительных каналов 2 1. Недостатками известного устройства являются низкая точность , малое быстродействие и ограниченный диапазон измерений, обусловленные приме 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нением в нем механических компенсаторов разности хода с ограниченнымитехническими характеристиками и наличием мертвых ходов в механизме привода,Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и расширениедиапазона измерений,Поставленная цель достигаетсятем, что в поляризвционно-оптическое устройство для реверсивногосчета полос интерференции, содержащее источник монохроматщческогополяризованного света, оптически связанные формирователь, два светоделителя, установленные. по ходу оптического луча, два измерительных канада, каждый из которых включаетв себя анализатор и фотоприемник спредварительным усилителем, логическйй блок, .подключенный через блоксравнения к выходам измерительныхканалов, дополнителЬно введены установленный по ходу луча третий измерительный канал, блок измерения дроб"ной части порядка интерференции, блоки памяти, формирования управляющихимпульсов и реверсивный счетчик., приэтом блок измерения дробной частиподключен к выходу предварительногоусилителя третьего канала, выходыизмерительных каналов через блок сравнения, логический блок, блок памятии блок формирования импульсов подключены к реверсивному счетчику, аполяризаторы и анализаторы первыхдвухизмерительных каналов установлены таким образом, что обеспечиваютпостоянный фазовый сдвиг лучей нафотоприемниках относительно лучатретьего канала, равный + Л/2 и -У/2,На чертеже приведена блок-схемаустройства,Устройство содержит источник 1монохроматического поляризованногосвета, формирователь 2, диафрагму 3.исследуемый объект 4, два светоделителя 5 и б, две фазовые пластинки 1и 8, три анализатора 9-11, три фотоприемника 12-14, предварительныеусилители 15-17 фототока, блок 18сравнения сигналов, логическое устройство 19, блок 20 памяти, блок 21формирования управляющих импульсов,реверсивный счетчик 22, регистрирующее цифровое устройство 23 дробнойдоли порядков,Устройство работает следующимобразом.32329 4 , К 521 СИ 1 и К 133 ЛБ 3. На выходе исО 20 25 ЗО 35 40 45 50 3 10Параллельный луч от источника 1света проходит через Формирователь 2, диафрагму 3, исследуемыйобъект 4, попадает на светоделители 5 и 6;.и расщепляется на трилуча 1 П,Ш, которые при прохождении через Фазовые пластинки 7 и 8 ианализаторы 9-11 получают постоянныйдополнительный фазовый сдвиг фазылО,+2и попадает на соответствующие им фотоприемники 12-14,Электрические сигналы от фотоприемников через предварительные усилителя 15-17 Фототока поступают вблок 18 сравнения сигналов, откударезультаты сравнения через логическое устройство 19 поступают в блок 20памяти, где запоминаются только втом случае, если Фотоприемник 12 регистрирует близость экстремума освещенности, Прийрохождении экстремумаосвещенности .по сигналу логическогоустройства 19 из блока 20 памяти сиг,нал о направлении прохождения экстремума поступает в блок 21 формирования импульсов, управляющих работойреверсивного счетчика 22 импульсов,, который обеспе чи вает индикацию целого числа полос. Знак алгебраического сложения числа полос определяется логическим устройством 19. совместно с блоком 20 памяти.Одновременно электрический сигнал от фотоприемника 12 через предварительный усилитель 15 Фототокапоступает на регистрирующее устройство 23 дробной доли порядков,П р и м е р , Изготовленное поляризационно-оптическое устройство используют для счета интерференционных полос кристаллов ниобата лития приизменении его температуры. Источником света служит лазер ЛГ(Л == 632,8 нм) . Используют стандартные .светоделительные кубики, анализаторыполяроидные пленки. Фотодвигающимипластинками служат пластинки слюдынеобходимойтолщины, Приемники излучения - фотодиоды типа ФДК, ло-.гическое устройство и блок К 140 УД 8 Б, пользуют . ре верси вный счетчик импул ьсов Ф, на табло которого высвечиваются целые порядки интерференционной картины. Дробные доли порядков определяет по величине сигнала предварительно,проградуированного вольтметра, При изменениитемпературы кристалла,ниобата литияна 120 С получают такие показанияоприборов: 7 О - целых порядков и0,6 - дробная часть порядка.Таким образом,.за счет того, что отпадает необходимость в механических приводах, двигателях, дифференциалах, модуляторах, датчиках угла поворота и линейных перемещений, фазовом детекторе, компенсаторахразности хода, оптических фильтрах,Формирователях сигналов, корректировке данных, упростилась конструкция предлагаемого устройства.Кроме того, повысились быстродействие устройства (уменьшилась инерцион-. ность) и точность измерений за счет применения только электрических и логических схем, отсутствия корректировок целого числа. Точность составляет +1/15 интерференционной полосы, быстродействие 4 10 с. Стабильность работы устройства сохраняетсяпри частоте следования импульсов до2 -104 Гц.Расширен также диапазон измерений, так как применяется реверсивный счетчик импульсов и отсутствуют оптические компенсаторы, обладающие ограниченной величиной компенции.Предлагаемое устройство может применяться в схемах с временным и пространственным распределением интенСивности интерференционных картин и с испол ьзование м лазеров, а также для автоматизации измерений двулуче",преломления кристаллов в областифазовых переходов для автоматического измерения температуры различныхобъектов; В последнем случае в качестве термодатчика применяется двулучепреломпяющий кристалл,1032329 Составитель Р Техред М;Кошт едведевКоррек Билак 1 екар едакто сно ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ф 5388/46 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Р602 Подпкомитета СССРи открытийущская наб., д,