Устройство для измерения малых длин и перемещений

Устройство для измерения малых длин и перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

SUÄÄ 1010459. А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК @у.! G 01 В 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ГЕНИЙ И OTHPbITMA (21) 3342748/18 28 (22) 23.09.81 (46) 07.94.83. Бюл. % 13 (72) В.Е. Привалов и В. Н. Носаль .(53) 831.717 (088.8) (56) 1. Авторское свйдетельство СССР по заявке Ж: 2962292/28, ил. Н 015 3/00, 1980 (прототип).

{54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ» ния мАлых длин и перемещений содержащее опорйый лазер, измерител ный лазер с зеркалами, QBB фотоприэм » ника, два частотомера, каждый из кетофах связан. с соответствующим фотопри емниксм, и пьезокорректор, закрепленный на одном из зеркал измерительйкно лазера, о т л и ч;а ю щ е е с я тем, что, с пелью расширения диапазона измерений, оно снабжено вспомогательным лазером, вторым зеркалом которого aansercs зеркало измерительного лазера, связанное с пьезокорректором, и системой автоподстройки частоты, первый фотоприеамHer оптически связан с опорным 3t измерительным лазерами, второй фотоариеиник оптически связан с опорным и вспо- могательным лазерами, выход фотопри емника подключен к входу системы автоподстройки частоты,- выход которой соединен с пьезокорректорсм.

1010450

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в частности, при измерении малых длин и перемещений.

Известно устройство для измерения 5 малых длин и перемещений, содержащее опорный лазер, измерительный лазер с двумя зеркалами, два фотоприемника, два частотомера, каждый иэ которых связан с соответствующим фотоприемником, и пьезокорректор, закрепленный на одном из зеркал измерительного лазера $1).

Недостатками устройства являются невысокая точность измерений малых перемещений и узкий их диапазон иэ-as от- 15 сутствия возможности компенсации расс< гласований оптических систем.

1Лелью изобретения является расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, 20 что устройство для измерения малых длин и перемещений снабжено вспомогательным лазером, вторым зеркалом которого является зеркало измерительного лазера, свя-. занное с пьезокорректором, и системой 25 автоподстройки частоты, первый фотоприемник оптически связан с опорным и измерительным лазерами, второй фотоприемник оптически связан с опорным и вспомогательным лазерами, выход фотоприемника щ подключен к входу системы автоподстройки частоты, выход которой. соединен с пьезокорректором.

На чертеже представлена блок-.схема устройства.

Устройство для измерения малых длин и перемещений состоит из опорного лазера 1, измерительного лазера с зеркалом

2, перемещение которого измеряется, и

40 ного лазера с зеркалом 4 и активным элементам 5, второе зеркало 6 и зеркало 4 являются общими для измерительного и вспомогательного лазеров, пьезокор45 первого фотоприемника 8 и первого часто" гомера 9, связанного с ним, второго фотоприемника 10 и второго частотомера

11, связанного с ним, и системы 12: автоподстройки частоты, выход второго

50 фотоприемника 10 соединен с системой

12 автоподстройки частоты, выход которой связан с пьезокорректором 7, первый фотоприемник 8 оптически связан с опорным лазером 1 и измерительным лазером через зеркала 13 — l 5, второй

55 фотоприемник 10 оптически связан с опорным лазером 1 и вспомогательным лазером через зеркала 13 и 16.

Устройство работаег следующим образом.

При перемещении зеркала 2 относительно зеркала 4 частота излучения измерительного лазера, образованного зеркалами 2,4,6 и активным элементом 3, юменигся на М. При этом на эту же величину Д9 изменится разность частот измерительного лазера и опорного лазера 1, выделяемая Фотоприемником 8 и фиксируемая частотомером 9. То, что резонатор измерительного лазера образован тремя зеркалами, позволяет измерять перемещения между близко расположенными поверхностями зеркал 2 и

4 (расстояние между которыми может составлять миллиметры и менее}.

Предельная чувствительность измерения перемещений ограничивается различ- ными возмущающими факторами. Наибольшую погрешность измерений вызывает смещение удаленного зеркала 6 относительно зеркала 4 под действием тепловых и механических возмущений. Для стабилизации взаимного положения зеркал 4 .и 6 (расстояние 4 ) излучение вспомогательного лазера смешивается с излучением опорного лазера 1 и принимается фотоприемником 10 как разностная частота Д4, фиксируемая частотомером 11, импульсы этой частоты поступают в систему 12 автоподстройки чаототы.

При отклонении взаимного положения зеркал 4и 6 от номинального (расстояние отличается от Ь ). юменяется частота излучения вспомогательного лазера, изменяется и разностная частота Д1) . С помощью частотомера 11 осуществляется контроль за частотой, пропорциональной

P . Одновременно изменение Д ) влияет на систему 12 автоподстройки частоты вспомогательного лазера, которая вырабатывает электрический сигнал, возвращающий с помотцью пьеэокорректора 7 зеркало 6 в положение, при котором оно отстоит от зеркала 4 на расстояние Ь, Если в качестве опорного лазера выбрать лазер, стабилюированный по насыщенному поглощению, стабильность частоты которого составляет 10 ©-10

@ 1Ъ это позволит довести предельную чувствительность измерения перемещения до 1 10 мкм и менее.

Таким образам, за. счет введения scnoмогательного лазера и описанной установки его зеркал, а также применения автоподстройки, расширяется диапазон измерений малых перемещений.

1010459

Составитель Е. Глазкова

Редактор H. Джуган Техред М,Tegep -Корректор И. Шулла

Заказ 2466/30 Taysa 600 Подлисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откратий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/8

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектюя, 4