Гетеродинный интерференционный способ измерения перемещений

Гетеродинный интерференционный способ измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионнь:х измерений угловых и линейных перемещений объектов . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет одновременного определения угловых и линейных перемещений объекта. Для этого используют явление трехлучевой интерференции световых пучков с различными оптическими частотами. Способ заключается в формировании двух свет товых пучков сигнального и опорного, делении опорного пучка по амплитуде, совмещении части опорного пучка с сигнальным и направлении этого смешанного пучка на объект, .затем совмещают сигнальный пучок, отраженный от объекта, с опорным. Интенсивность излучения на выходе интерферометра .будет зависеть как от осевой разности хода лучей, так и от угла между интерферирующими пучками. Измеряют амплитуду в интерференционной картине и по ее величине судят об угловых и линейных смещениях объекта. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

А1 (5D 4 G 01 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4241768/24-28 (22) 11.05.87 (46) 30.11.88. Бюл. М 44 (72) В.В. Ивахник, Н.П. Козлов, В,С. Козырев, Е,К. Красночуб и В.И. Никонов .(53) 531.71.531.714(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 715929, кл. G Ol В 9/02, 1980. (54 ) ГЕТЕРОДИННЫЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано для прецизионных измерений угловых и линейных перемещений объектов, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет одновременного определения угловых и линейных перемещений объекта. Для этого используют явление трехлучевой интерференции световых пучков с различными оптическими частотами. Способ заключается в формировании двух све= товых пучков сигнального и опорного, делении опорного пучка по амплитуде, совмещении части опорного пучка с сигнальным и направлении этого смешанного пучка на объект, затем совмещают сигнальный пучок, отраженный от объекта, с опорным. Интенсивность излучения на выходе интерферометра будет зависеть как от осевой разности хода лучей, так и от угла между интерферирующими пучками. Измеряют ам.плитуду в интерференционной картине и по ее величине судят об угловых и линейных смещениях объекта. 1 ил.

1441188

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений угловых и линейных перемещений объектов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем одновременного измерения угловых и линейных перемещений. 10

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит лазер 1, акустооптическую ячейку 2, высокочастотные генераторы 3, 4, полупрозрачные зеркала 5-7, ослабитель 8, зеркало 9, фотоприемник 10.

Способ осуществляется следующим образом.

Излучение от лазера 1 направляют 20 на акустооптическую ячейку 2, в которой с помощью двух высокочастотных генераторов 3, 4 создается система двух бегущих волн с различными частотами. В результате дифракции Рама- 25 на-Ната в одном из порядков дифракции иэ акустооптической ячейки выходят два пространственно разделенных

I пучка, оптические частоты которых сдвинуты относительно друг друга. 30

Один из этих пучков (сигнальный) после отражения от полупрозрачного зеркала 5 направляют на зеркальную поверхность исследуемого объекта 11.

С помощью системы полупрозрачных зер-35 кал 5, 6 и ослабителя 8 к этому пучку добавляют излучение другой частоты, тем самым снимается ограничение, связанное с конечной расходимостью пучков различных частот, и увеличивается 0 рабочая эона измерений, Второй (опорный) световой пучок с помощью зеркала 9 и полупрозрачного зеркала 7 сводится с сигнальным пучком, отраженным ат исследуемого объекта 11. Результат интерференции сведенных пучков регистрируется с помощью фотоприемника 10, Результирующий сигнал в плоскости фотоприемника 10 представляет собой результат интерференции трех световых пучков, оптические частоты двух из которых совпадают и отличаются на заданную частоту л. от оптической час55 тоты третьей. Переменная составляющая на частоте л. результата интерференции в произвольной точке плоскости фотоприемника 10 зависит от разности хода между опорным и сигнальным пуч- ками следующим образом:

Б-Яр соэ (, 1+ ) +соэ (л. Ф+ д ) ф (1 ) где 5 — константа, пропорциональная произведению амплитуд опорного и сигнального пучков; — время;

Х вЂ” отношение амплитуд дополнительного излучения .и излучения основной частоты в сигнальном пучке;

К- разность хода между опорным и сигнальным пучками;

К- постоянная разность фаэ, определяемая геометрией оптической системы.

Сигнал с фотоприемника 10 представляет собой проинтегрированный по поверхности фотоприемника 10 результат интереренции (1). Вид этого сигнала определяется формой освещенной светочувствительной площадки фо" топриемника. Для круглой светочувствительной площадки радиуса R амплитуда переменной составляющей сигнала фотоприемника 10 с частотой Я в приближении малых Х (2<41) представляется в виде:

А=Ад(- — — + Т сов/), (2j где А — некоторая постоянная, котоо рая определяется параметрами электронной регистрирующей схемы; — функция Бесселя первого поВ рядка;

Q- — угоЛ наклона между опорным и сигнальным пучками, Согласно выражению (2) линейные смещения объекта 11 приводят к косинусной модуляции амплитуды выделяемого сигнала, а поворот поверхности объекта 11 изменяет средний уровень выделяемой амплитуды.

Таким образом, амплитуда регистрируемого на раэностной частоте результата интерференции позволяет судить одновременно об угловых и о линейных перемещениях объекта 11, формула изобретения

Гетеродинный интерференционный способ измерения перемещений, заключающийся в том, что формируют два световых пучка — сигнальный и опорный с различными оптическими частотами, направляют сигнальный пучок на.

144l 188

Составитель М. Минин

Редактор М. Келемеш Техред М.Ходанич Корректор Л, Пилипенко

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6275/42

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 объект, совмещают опорный пучок и сигнальный пучок, отраженный от объ.екта, регистрируют интерференционную картину на разностной частоте н определяют величину перемещения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения

I угловых и линейных перемещений, делят опорный пучок по амплитуде, совмещают часть опорного пучка с сигнальным до его направления на объект, а в зарегистрированной интерференционной картине измеряют амплитуду и по ее величине судят о линейных и угловых перемещениях объекта.