Лазерный створный измеритель
Патент 1543225
Авторы
Классы МПК
Лазерный створный измеритель
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения неплоскостности и непрямолинейности. Целью изобретения является повышение точности измерения. Излучение от лазеров 2 и 3 поступает в телескопические расширители 4 и 5, а затем проходит поляризаторы 6 и 7, на выходе которых образуются монохроматические лазерные пучки, линейно поляризованные в взаимно перпендикулярных плоскостях. С помощью светоделителя 8 световые пучки совмещаются и попадают на двухщелевую диафрагму 9. Лазерный пучок длиной волны λ<SB POS="POST">1</SB> проходит анализатор 10 без ослабления и дифрагирует на двухщелевой диафрагме 9. Для пучка длиной волны λ<SB POS="POST">2</SB> анализатор 10 является непрозрачным. В результате дифракции обоих световых пучков на щелях диафрагмы 9, дифрагированной анализатором 10, в плоскости регистрирующего устройства 11 образуются две интерференционные картины различных цветов. Смещение двухщелевой диафрагмы 9 совместно с поляризатором 7 приводит к смещению интерференционных полос в плоскости регистрирующего устройства 11. Измеряя расстояние от конечной точки створа до центральных максимумов интерференционных картин, получают значения нестворностей. 1 ил.
СООЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
Ф )5 С 01 В 11/30
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ЖНРЫТИЯМ
ПРИ fHHT СССР (21) 4313670/24-28 (22) 06.10.87 (46) 15.02.90. Бюл. Ф б. (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) В.К.Бублик, В.В.Тарасов и К.Б.Клюшин
{53} 531.7(088.8} (56) Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве./Под ред. В.Д.Большакова. N,:
Недра, 1976, с. 249-250, (54) ЛАЗЕРНЫЙ СТВОРНЫЙ ИЗМЕРИТКЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике н может быть использовано для определения неплоскостности и непрямолинейности. Целью изобретения является повьппение .точности измерения. Излучение от лазеров 2 и 3 поступает в телескопические расширители 4 и 5, а затем проходит поляризаторы 6 и 7, на выходе которых обра„„Я0„„1543225 А 1 г эуются монохроматические лазерные пучки, линейно поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях, С помощью светоделителя 8 световые пучки совмещаются и попадают на двущелевую диафрагму 9. Лазерный пучок длиной волны проходит анализатор
10 без ослабления и дифрагирует на двущелевой диафрагме 9. Для пучка длиной волны 9, анализатор 10 явля1 ется непрозрачным..В результате дифракции обоих световых пучков на щелях диафрагмы 9, дифрагированной анализатором 10, в плоскости регистрирующего устройства 11 образуются две интерференцпонные картины различных цветов. Смещение двущелевой диафрагмы 9 совместно с поляризатором 7 приводит к смещению интерференционных полос в плоскости регистрирующего устройства 11. Измеряя расстояние от конечной точки створа до центральных максимумов иитерференционных картин, получают значения нестворностей.
HJI °
1543225
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения неплоскостности и непрямолинейности.
Целью изобретения является повышение точности измерения.
На чертеже представлена схема измерителя.
Измеритель содержит осветитель 1, 10 выполненный из двух идентичных ветвей, включающих два лазера 2 и 3, два телескопических расширителя 4 и 5, два поляризатора 6 и 7, светоделитель 8 установленный на пути излуче) о ния от лазера 3 под углом 45 к оптической оси, длина, волны излучения лазера 2 отлична от длины % волны излучения лазера 3, оптическая ось лазера 3 сопряжена посредством свето- 20 делителя 8 с оптической осью лазера
2, поляризаторы 6 и 7 установлены соответственно в ходе излучения от каждого из лазеров 2 и 3 перед светоделителем 8 и ориентированы таким об- 25 разом, что за светоделителем 8 плоскости поляризации пучков ортогональны, двущелевую диафрагму 9, последовательно установленную по ходу излучения от лазера 3, анализатор 10, вы- 30 полненный в виде плоскопараллельной пластины, ширина которой выбрана такой, что неперекрытая ею часть диафрагмы 9 образует двущелевую марку с размерами, обеспечивающими условие получения дифракционной картины от излучения лазера 3, плоскость максимального пропускания анализатора 10 параллельна плоскости поляризации лазера 3, анализатор 10 и двущелевая 40 диафрагма 9 установлены в одной плоскости, и регистрирующее устройство 11, Размеры двущелевой марки определяются из соотношений 45
kl3q 8< а =-,,— —,—, S $ +S Q 8 а,+Ь! = — --, 1 д 9
rpe k — число интерференционных мини50 мумом, участвующих в формировании интерференционных картин;
S — расстояние от плоскости установки лазера 2 до плоскости установки двущелевой диафрагмы 9;
S — расстояние от плоскости уста2 новки двущелевой диафрагмы 9 до плоскости установки регистрирующего устройства 11; ф ф и 9,2 — длины волн излучения лазеров 2 и 3;
l Vi i и 19 — ширина интерференционных полос, получаемых в результате интерференции дифрагирующих пучков с длинами волн 9, и 9
Измеритель работает следующим образом., Излучения от лазеров 2 и 3 поступают в телескопические расширители 4 и 5, а затем проходят поляризаторы 6 и 7, на выходе которых образуются монохроматические лазерные пучки, линейно поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях. С помощью светоделителя 8 световые пучки совмещаются и попадают на двущелевую диафрагму 9, Лазерный пучок с длиной ф„ волны проходит анализатор 10 без ослабления и дифрагирует на двущелевой диафрагме 9.
Для другого пучка с длиной ф волны излучения, плоскость преимущественных колебаний которых ортогональна плоскости преимущественных колебаний лазерного излучения с длиной 9. вол-! ны, анализатор 10 будет непрозрачным и повлияет на формирование интерференционной картины в плоскости регистрирующего устройства 11. Незначительное дифрагмирование лазерного пучка с длиной h< волны поляризатором
7 несколько изменит энергетическое распределение в интерференционной картине, однако, на положение полос не повлияет.
В силу того что параметры двущелевой марки рассчитаны для лазерного излучения с длиной волны,, интерференционная картина в плоскости установки регистрирующего устройства 11 будет контрастной. Для достижения такого же эффекта и для другого лазерного пучка с длиной волны необходимо, чтобы неперекрытая анализатором 10 часть диафрагмы 9 образовывала двущелевую марку, размеры которой должны удовлетворять соотношению
kl+zS а = —,— —,—; (2)
2 Я +82 ) т82. а2+Ь = — —, =19.
30 где 6, и Ь вЂ” измеренные расстояния от конечной точки ствоРа до центральных максимумом интерференционных картин °
z . .— -дисперсионная разность.
Составитель Н.Захаренко
Редактор А.Долинич Техред М,Ходанич Корректор Л.Патай
Заказ 392 Тираж 490 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
5 15432 что выполняется благодаря выбору ширины P анализатора 10 в соответствии с формулой
%,S< kS<
P=-- — +-,— —,-(l h -21% ) . (3) 5
1Ъ Б +Б
В результате дифракции обеих ветвей световых пучков на щелях двущелевой марки в плоскости регистрирующего устройства 11 образуются две интерференционные картины различных цветов (ф, и 9<)..
Смещение двущелевой диафрагмы 9 совместно с анализатором 10 в направлении одной оси на неизвестную контролируемую величину нестворности приводит к смещению интерференционных полос в плоскости регистрирующего устройства 11. Измеряя расстояние от конечной точки створа до центральных максимумов интерференционных картин, получим значения нестворностей с учетом влияния неоднородностей атмосферы, определяемые из соотношений 25
25 6
Формулаизобретения
Лаз ерный створный измеритель, содержащий лазер и последовательно установленные по ходу его излучейия двущелевую диафрагму и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен светоделителем, установленным на пути излучения от лазера перед диафрагмой под о углом 45 к оптической оси, вторым лазером, длина волны излучения которого отлична от длины волны первого лазера, установленным таким образом, что его оптическая ось сопряжена посредством светоделителя с оптической осью первого лазера, двумя поляризаторами, установленными соответственно в ходе излучения от каждого из лазеров перед светоделителем и ориентированными таким образом, что за светоделителем плоскости поляризации пучков ортогональны, и анализатором, выполненным в виде плоскопараллельной пластины, ширина которой выбрана такой, что непрекрытая ею часть диафрагмы образует двущелевую марку с размерами, обеспечивающими условие получения дифракционной картины излучения от первого лазера, плоскость поляризации максимального пропускания анализатора параллельна плос -.îñòè поляризации излучения первого ла ера а анализатор и двущелевая марка установлены вплотную одна к другой таким образом,.что их оси симметрии совпадают.