Способ измерения плоских углов объекта и устройство для его осуществления

(46) 30, 12. 90 (21) 4134632/ (22) 12,09.86 (71) Институт ский электрот УССР и Одесинститут свя физики АНхнически(72) В.И,Кран Е.Г.Левченко (53) 535,853, (56) Журнал мышленность",нко, А.И.Ванюрихи блас ер ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ.РЫТИИ ПИСАНИС ИЗО ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛ(57) Изобретение .относится к о тиизмерительной технйки и может бытьиспользовано для измерения плоскихуглов оптических деталей, сод жащихплоские отра-,ающие поверхности. Цельизобретения - повышение точности измерений. В качестве датчика угла используют перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором. Один отражатель 4 резонатора закреплен на поворотном столе 1, а остальные элементы5-7 лазера установлены на поворотнрйплатформе 9. Стол 1 и платформа 9 выполнены с возможностью независимоговращения вокруг одной и той же оси.Оптическую принязку к граням объектаосущестнляют с помощью антоколлиматара 3, В качестве блок;: обработки информации 8 используют измеритель дли ны волны лазерного излучения, оптически связанный с лазером и электрическис антоколлиматором 3. Вращают столс установленным на нем объектом 2. В момент оптической при" вязки автоколлиматора 3 к перво 1 грани объекта 2 измеряют длину волны1 излучения лазера. Продолжают вращать столдо положения, соответствующего конечной длине нолны диапазона пе рестройки лазера. Измеряют длину вол ны ", . Затем понорачивают в ту же ст рону платформу 9 до положения, соответствующего начальной длине волны диапаэон 1 перестройки лазера, Измеря ют длину волны Я" . Продолжают пооче редцое вращение стола 1 и платформы 9, фиксируя значения . и 3" (хс2,и) до положения,при котором происходит оптическая привязка автоколлиматора к второй грани объекта 2. Измеряют длину волны. Пл сКкий угол между гранями объекта ра итынают по измеренным интервалам длин волн "9 ",и известной угловой дисперсии резонатора перестраинаемо" го лазера, Аналогино определяютплос кие углы между остальными гранями объекта. 2 с., 2 з.п.ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованодля измерения плоских углов простыхпризм; многогранников, оптическихклиньев и других оптических элементовс плоскими отражающими поверхноСтями.Целью изобретения является повышение точности измерений,На чертеже представлено устройст-. 10во для измерения плоских углов объекта вУстройство содержит поворотныйстол 1, предназначенный для установки объекта 2, фотоэлектрический автоколлиматор 3, оптически связанный собъектом 2, и перестраиваемый лазерс дисперсионным резонатором /элементы 4-7/, в котором отражатель 4 закреплен вблизи осн вращения поворотного стола 1. Остальные элементы ла, зера - дисперсионный элемент 5 (призма или дифракционная решетка), активное вещество 6 и выходной отражатель7 установлены неподвижно относитель 25но друг друга. За выходным отражателем 7 расположен измеритель 8 длиныволны излучения, который оптическисвязан с лазером, Элементы 5-7 уста-новлены на общей платформе 9, которая 30имеет возможность независимого (отвращения стола 1) поворота вокруг общей оси, Измеритель 8 электрическисвязан с автоколли.атором 3.В качестве отражателя 4, .закреп-. 35ленного на столе 1, может быть исполь"зована дифракционная решетка, работающая в автоколлимациоинои режиме. Вэтом случае отпадает необходимостьиспользования автономного элемента 5. 40Решетка 4 выполняет одновременнофунк-,ции дисперсионного элемента резонатора и перестраиваемого отражателя.Способ измерения плоских углов. обьекта с помощью устройства реализуется .следующим образом.На поворотном столе 1 устанавлива,ют объект 2 так, чтобы нормали к отракающим граням были перпендикулярныоси,.вращения. Поворотную платформу 9 50предварительно устанавливают относи"тельно автоколлиматора 3 таким обра"зом, чтобы в момент оптической привязки автоколлиматора к одной иэ граней объекта находился в пределах углового диапазона перестройки дисперсионного резонатора. Включают источ- .них накачки лазера (на чертеже не показан).и приводят поворотный стол 1 с объектом 2 и отражателем 4 во вращение, В момент оптической .привязки к первой грани объекта измеряют дли" ну волны ч излучения лазера, а затем1измеряют конечную длину волны %, йри которой еще возможна устойчивая ренерацня (это значение длины волныприблизительно известно заранее для используемого типа перестраиваемого лазера, например, из зависимости выходнойэнергии излучения от длины волны). Значение 3 определяют приостановленном поворотном столе 1. Затем поворачивают платформу 9 в направлении вращения стола 1 до положения,в котором длина волны соответствует начальнсму значению %" диапазона перестройки (это значение также лежит в заранее известной области). Продолжают вращение стола 1 с объектом 2до конца диапазона перестройки и фиксируют значение Ъ , вновь поворакчивают платформу 9 в ту же сторонудо начала диапазона перестройки и фик"сируют значение Фи так далее дотех пор, пока не произойдет оптическая привязка автоколлиматора 3 к второй грани объекта, В этот момент, используя связь автоколлиматора 3 с бло"ком 8, измеряется длина волны ФЗатем по сумме разностей измеренныхдлин волн и известной угловой диспер"сии резонатора определяют искомыйугол между первой и второй гранямиобъекта. Это может быть сделано позаранее составленным номограммам, ли.бо с помощью вычислительных средств,включенных в состав измерителя 8. Затем аналогичным образом определяютсяуглы между остальными гранями объекта.В качестве отражателя 4 может бытьиспользована и.грань.измеряемого объекта (если коэффициент усиления активного вещества б лазера достаточно велик),Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я,1. Способ измерения плоских угловобъекта, заключающийся в том, что вра"щают объект и связанный с ним лазерный датчик угла, фиксируют нормали котражающим граням объекта с помощьюавтоколлиматора и определяют плоскиеуглы объекта по выходным сигналамФдатчика угла и автоколлиматора, о т ",л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюю143повышения точности измерения, в ка" честве датчика угла используют перестраиваемый лазер с дисперсным резонатором, содержащим элемент, обладающий угловой дисперсией, измеряют длинуволны излучения лазера в момент оптической привязки автоколлиматора к первой грани объекта, продолжают вращение объекта до положения, соот-. ветствующего конечной длине волныдиапаэона перестройки лазера, измеряют длину Ъ, волны в момент остановкикповоротного стола, затем поворачивают лазер в ту же сторону до.положения, соответствующего начальному значению диапазона перестройки лазера, измеряют значение длины 1" волны, продолжа- ют поочередное вращение объекта и лазеа, измеряют значения длин " иволн до тех пор, пока не про" изойдет оптическая привязка автокол.лиматора к второй грани объекта, при 1этом измеряют длину Ъ" волны и по значениям измеренных длин., и (а " 1 2,ц) волн и угловой дисперсии резонатора определяют искомый угол между первой и второй гранями объекта, а при определении остальных плоских углов объекта указанные, операции повторяют. Й Способ по п.1, о т л и ч а ю - п 1 и й с я тем, что в качестве отражателя резонатора, скрепленного с 1461объектом, используют одну иэ гранейизмеряемого объекта.3. Устройство для измерения плоских углов объекта содержащее пово 9ротный стол, предназначенный для установки на негс объекта, лазерныйдатчик угла, фотоэлектрический автоколлиматор, оптически связываемый с 1 р отражающими гранями объекта, и блокобработки информации, связанный с датчиком угла и автоколлиматором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,датчик угла выполнен в виде перестраиваемого лазера с дисперсионный резо"натором, установленным так, что егоплоскость дисперсии перпендикулярна хоси вращения стола, один из отражателей резонатора закреплен на поворотном столе, а остальные элементы лазе" .ра установлены на общей платформе, выполненной с воэможностью независимогоповорота вокруг этой же оси, блок об работки информации выполнен в Виде измерителя длины волны лазерного излучения, оптически связан с перестраиваемым лазером и электрически связанс автоколлиматором.4. Устройство по п.З, о т л и "ч а ю щ е е с я .тем, что отражательрезонатора, закрепленный на поворотном столе, выполнен в виде отражательной дифракционной решетки, плоскость ЗБдисперсии которойперпендикуляриа к осивращения стола.едактор Н.Коган Составитель Н.Захаренко Техред, М.Моргентал Зака писное Проектная, 4 Проиэводственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород 4327 , Тираж ИНИИПИ Государственн по делам иэобретен 113035, Москва, Ж, 94о комнте а ССГРи открытийУщская наб д