Интерферометр для измерения перемещений

(511 4 С 01 НЕК 301СМ 1 В.л( 11."11 ЦЕ.1 ЬРИЭ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ БССР о СССР1982.РЕНИЯ измери- исполь- мерений Рич измере- оординаУиа. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) ИНТЕРФЕРОИЕТР ДЛЯ ИЗМЕПЕРЕМКЩЕНИЙ(57) Изобретение относитсятельной технике и может бызовано для высокоточныхлинейных перемещений по двдинатам. Цель изобретенияние информативности за счения перемещения по второй те, достигается путем организациивторой измерительной ветви. Пучоксвета источника 1 излучения падаетна гипотенузную грань прямоугольнойусеченной призмы светоделителя 3,где делится по фронту на две равныечасти. Одна часть пучка, отраженнаязеркальным слоем светоделителя 3,шириной в половину диаметра пучкаотражается полупрозрачным слоем, нанесенным по краям первого отражателя4, и направляется на второй отражатель 5, установленный с воэможностьюперемещения вдоль координаты У, Отражатели4 и 5 выполнены в видепрямоугольных усеченных призм, укоторых малая катетная грань выпол1525445 51 О 25 30 35 40 50 55 нена крышеобраэно с углом 90, Отразившись от отражателя 5, пучоквозвращается на гнпотенуэную граньсветоделителя 3, где интерферируетс пучком, прошедшим через полупрозрачный слой отражателя 4. Результатинтерференции регистрируется регистрирующими блоками 8 и 9. Другаяполовина пучка, не попавшая на зеркальный слой светоделителя 3, делитИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных измерений линейных перемещений по двум координатам. Цель изобретения - увеличение ин"фориативности эа счет измеренияперемещения по второй координате,Нв фиг.1 представлена принципиальная схема интерферометрв; нафиг,2 - гипотенузная грань светоделителя, на фиг.3 - гипотенузнаягрань первого отражателя.Интерферометр для измерения перемещений содержит источник 1 когерентного излучения, телескопическую сис"тему 2, свнтоделитель 3, выполненныйв виде прямоугольной усеченной призмы с углом Ы. прн вершине, опредео . 81 пляемым выражением о45 -агсвдп( в -),где ъ - угол между нормалью к гипотенузной грани и направлением падающего пучка, и - показатель преломления материала призмы, на край гипотеиузной полупрозрачной грани которойнанесено зеркальное покрытие ширинойв половину диаметра пучка излучения,в меньшая катетная грань вьпюлненакрышеобразно с углом 90 , отражатель4, выполненный в виде призмы, аналогичнойпризме светоделителя Э, ана гипотенузную грань отражателя 4нанесено по краям полупрозрачное покрытие шириной в половину диаметрапучка излучения, второй отражатель5, выполненный в виде призмы, аналогичной призме первого отражателя4, и две пары регистрирунщих блоков6 и 7, 8 и 9.Интерферометр работает следующимобразом,ся на две части по амплитуде. Отра"женная часть пучка падает на отражатель 4, установленный с возможностью перемещения вдоль оси Х, ивозвращается на светоделитель 3,где интерйерирует с пучком, прошедшим через полупрозрачный слой светоделителя 3. Результат интерференциипучков регистрируется регистрирую 4 Вми блоками 6 и 7. Э ил. Пучок света от когерентного источника 1 расширяется телескопической системой 2 и падает на гипотенузную грань призмы светоделителя 3, где делится по фронту на две равные части. Одна половина пучка "а" отрвзвется зеркальным слоеи и используется для измерения по оси у, а вторая используется для измерения по оси Х, делится по амплитуде полупрозрачным слоем на отраженный пучок ",б" и проходящий "в" внутрь призмы. Проходящий пучок "в" отражается на гранях полного внутреннего отражения и возвращается обратно на полупрозрачную поверхность. Отраженные пучки а и б направляются вдоль оси Х и падают на гипотенузную грань отражателя 4. Пучок "б" преломляется, отражается на гранях отразателя 4 и возвращается параллельно самому себе вновь на светоделитель 3, где встречается с пучком "в", Оба пучка "б" и "в" делятся вторично по амплитуде, интерферируют и создают две системы интерференционных полос в плоскостях регистрирующих блоков 6 и 7.Пучок "а" падает на гипотенуэную грань отражателя 4 в месте полупрозрачного слоя, где делится нм по амплитуде нв два равных пучка: отраженный и преломленный внутрь, призмы. Преломленный пучок отражается гранями призмы и выходит. через другой полупрозрачный слой. Пучок, отраженный полупроэрачнью слоем гипотенуэной грани отражателя 4, направляется ею параллельно оси У на отражатель 5. После отражения призмой 5 пучок возвращается параллельно самому себе на второй участок полупрозрачного слоя отражателя 4 где5 152 он встречается с преломленным пучком. Оба пучка вторично делятся, интерферируют и одна часть возвращается параллельно оси Х вновь на светоделитель Э, где после деления образуются две системы интерференционных полос в плоскостях регистрирукицих блоков 6 и 7. Вторая часть интерферируищих пучков "с" выходит из отражателя 4 и может быть также использована для измерения перемещений каретки 10 вдоль координаты У.Интерферирующие пучки первого и второго интерферометров попадают соответственно на блоки 6, ) и 8,9. При перемещении кареток 1 О и 11 по направляющим 12 интерференционные полосы проходят относительно регистрирующих блоков 6, 7 и 8, 9 независимо друг от друга. Для реверсивного счета иитерференционных полос в каждом интерферометре используются по два регистрирующих блока, диафрагмы в которых сдвинуты друг относительно друга на 0,25 ширины интерференционной полосы. Формула и э о б р е т е и и я Интерферометр для измерения леремещений, содержащий последовательно расположенные источник когерентного излучения, телескопическую систему, светоделитель, делящий излучение на два пучка, и отражатель, установленный с возможностью перемещения вдоль измеряемой координаты, выполненные в Виде прямоугольйых усеченных призм с углом в при вершине, определяемым выражением о 645 - агсвдп( )е зпди 5445 6где 1 - угол между нормалью к гипотенузной грани и направлением падающего пучка, и - показатель преломления материала призию и два регистФрирукщих блока, выполненные в видепоследовательно установленных диафрагьи и фотоприемника, один из которых установлен в пучке, отраженномпоследовательно от отражателя и светоделителя, другой " в пучке, прошедшем через светоделитель, о т л ич а ю щ и й с я. тем, что, с цельюувеличения информативности эа счет 15 измерения перемещения по второйкоординате, он снабжен вторым отражателем, установленные с возможностью перемещения вдоль второй координаты и расположенным лоследователь но по ходу излучения за первым отражателем, двумя дополнительными регистрирущцими блоками, один иэ которыхрасположен в пучке, прошедшем последовательно через первый отражатель 25 и светоделитель, другой - в пучке,последовательно отраженном первыми вторым отражателями и светоделителем, на край гнпотенуэной грани призмы светоделителя нанесено зеркальноепокрытие шириной в половину диаметрапучка излучения, на гипотенузнуюгрань первого отражателя нанесенопо краям полупрозрачное покрытие шириной в половину диаметра пучка излучения, отражатели расположены так,что гипотенуэные грани каждой призмыеориентированы под углом 45 к.направлению падающего пучка и являются входом и выходом для падающего 40 излучения, а меньшие катетные гранипризм выполнены крышеобразно с углом 90. Горват техред М. Ходанич Корректор И.Муска Подписное по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССЖ, Раушская наб д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент" Ужгород, ул. Гагарина, 1 О Заказ 1208/32 тираж 683 ВНКИПИ Государственного комит 113035, Москв