Интерферометр типа майкельсона для измерения перемещений

ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 4249559/24 (22) 10,04,87 (46) 23.1,88. (71) Институт ф ститут общей фи ганский государ кий институт им (72) А. А. Жиле ф. В. Бункин, Э А. С. Магаршак, и С. К. Балицка (53) 535.854(08 (56) Применение В. П. Тычинског(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ТИПА МАЙКЕЛЪСОДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к изметельной технике и может быть испо зовано для измерения перемещений,Целью изобретения является повышениенадежндсти измерений и достигаетсяпутем получения обеих интерференционных картин равной интенсивности иповышения контрастности интерференционных полос. Интерферометр снабженотражателем 3 опорного плеча, выполненным в виде прямоугольной призмы споказателем преломления и на длиневолны лазера, ослабителем 5 луча,при этом показатель преломления ипропускания Т ослабителя 5 и оция поляризующего элементаэот показателей отражения Кэ и Ктоделителя 2 для луча с плоскосполяризации, перпендикулярной и параллельной плоскости падениялуча насветоделитель соответственно. 1 ил.1439389 соз ВР = агс 8 зп луча на отражасти прямоугольи равен -4 1 ни е О - угол ющиеоверхно ой 3 теи п =, сд 7 2 ф оп 3 4) в (3) и (1),овия для покаатериала пряуча о и угла Ы между ризующего элем стью падения л 45че интерфезера 1 падаразившись от ольную призластину 2. 50т луча с по 7)= агсЕ Интенсивност зованного луча(1), (2), (7 и 1-В.з) (1-К р) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений,Цель изобретения - повьппение надежности измерения путем получения обеих интерференционных картин равной интенсивности и повьппения контрастности интерференционных полос.На чертеже дана принциггиальная схема интерферометра.Интерферометр содержит лазер 1, снабженный поляризующим элементом (не обозначен), светоделитель 2, образующий опорное и измерительное плечо, отражатель 3 опорного плеча, выполненный в виде прямоугольной призмы с показателем преломления по длине волны лазера, уголковый отражатель 4, установленный в измерительном плече и ориентированный таким образом, чтобы поляризация луча после отражения была линейной, ослабитель 5 луча, установленный между светоделителем и уголковым отражате 3 лем, поляризованный расщепитель 6, установленный на выходе интерферометра, и фотоэлектрическую систему 7 регистрации.Интерферометр работает следующим образом. 3Ввводят координатную систему, связанную с плоскостью падения л лазера 1 на светоделитель 2. Пусть Б " ось,.перпендикулярная, а Р сь, параллельная плоскости падения луча. Светоделитель 2 имеет показатели отражения К и К для лучей с плоско". стью поляризации вдоль осей Б и Р соответственно. Ход луча в опорном пле рометра следующий. Луч ла ет на светоделитель 2, от которого проходит прямоуг му 3 и светоделительную,п Интенсивность компонен ляризациеи вдоль В- и Р-осей посл прохождения опорного плеча равны1 К (1 - К ) соР о р Р где 1, - интенсивность луча лазерана входе интерферометра;- угол между плоскостью поляризации луча лазера 1 иосью РПосле прохождения прямоугольной призмы 3 между компонентами луча с поляризацией вдоль Б- и Р-осей появляется разность фаз и - показатель преломления мариала прямоугольной призмы.На выходе интерферометра, послепрохождения опорного плеча, получаюциркулярно поляризованный луч, еслиудовлетворяются условия После подстанов (2) в (5) получаютзателя преломления 5 моугольной призмы птическои осью полята лазера и плоскоа на светоделитель Ход лучеи в измерительном плеинтерферометра следующий.1439389 где р - угол поворота плоскости поляризации после отражения от уголкового отражателя. Далее, пройдя ослабнтель 5, интен,сивности компонент луча равны(9) Компоненты интенсивности луча, отразившегося от ветоделителя 2, т.епрошедшие все измерительное плечо интерферометра равны 1 = 1 (1 - Кр) соя,С Плоскость поляризации луча теперьсоставляет угол у с осью Р, т.е.(10) 20 1=1 К р р рПодставляя значения (7) и (9) ввыражение (1 О), получают Интенсивность луча после прохождения всего измерительного плеча равнаИнтенсивность луча после прохожде- После подстановки (14) - (17) вния светоделителя 2 равна 30 (18) получают 1 = Е Т К я 1 п ( Д + М) + я(14)45 Пройдя ослабитель 5,луча равна сле подстановки (17) (16) получают Т К 5- гя уКр ропус Ц = агс 1 д ал елуч п ь 4. Уг руют та ия посл ажате риент 5 ннтерфеярно.поой. По ажате отря 4 ивны ния от нсивно лкового от компонент го пл ком о прохожпителя 6ые карти п ( + Ю)1( оя (ф 1 )ны сдвинуть р = 1 Луч лазера 1, прошедший светоделгтель 2 и ослабитель 5, попадает на уголковьй отражатель 4, отразившись от которого проходит ослабитель 5 и отражается от светоделительной пластины 2.После прохождения светоделителя 2 интенсивность компонент луча равны.ние ослабителя.дает на уголковый отлковый отражатель 4чтобы поляризация отражения была линейТаким образом, на выходе рометра интерферирует цирку ляризованный пучок от опоры с линейно поляризованным пуч измерительного плеча. После дения поляризационного расщ получают две интерференцион И е по фазе на -25 439389Максимальная контрастность интер" ференционных картин близка единице и равенство их интенсивностей достигается при выполнении условий р - + (:= асс си поляри ственно показаражения светоде для луча с нлос поляризации, икулярной и паной плоскости луча на светоР(2 к,о б е стью е алле Фо рмул из р те нЫнтерферометр типа Майкельсона для2 измерения перемещений, содержащий лазер с поляризующим элементом на выходе, элемент для сдвига фаз, расположенный в опорном плече интерферометра, отражатель измерительного плеча выполнен в виде уголкового отражателя, поляризационный расщепитель, установленный на выходе интерферометра, и фотоэлектрическую систему регистрации интерферограмм, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 3 повышения надежности измерений, поляризующий элемент в лазере установлен так, что его оптическая ось составляет с плоскостью падения луча на светоделитель угол Ы, определяемый 4 из выражения и я па делите я сдвига ф м опорного прямоугол с показате ь,зы совмещен сплеча, выполненной призмы иэем преломления элемент длотражателным в видматериала рав ымна рабоче ентирован после отр интерферо между све ажателем ние 4 ККР+Р) з+КР+(Кр-К )со определяе тель составляет угомый иэ условия 1 +К К+ аг Тираж 680 Подписног. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 6065 роизв.-полигр. пр-ти я ориентаций оптической ионного расщепителя рав где- угол поворота плоскости поляризации луча при отраженииот уголкового отражателя,а поляризованный расщепитель установлен так, что его оптическая ось сплоскостью падения луча на светодели длине волны лазера, и оритак, что поляризация луча ажения от него линейна, а етр снабжен установленным оделителем и уголковым отослабителем луча с пропусопределяемым из выражения2