Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал

Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является уменьшение габаритов и повыше ние чувствительности. Световой поток от излучателя 1 попадает в усеченную телескопическую линзу 2, при прохождении через нее поток делится на две равные части и направляется на четвертьволновую пластину 4, которая преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное . После модулятора 5 излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскости поляризации. Если оптическая ось фазосдвигателя 7 расположена под углом |Г/4 к плоскости поляризации поляризационного блока, то через него проходит две части излучения, на выходе фотоприемника 11 сигнал отсутс $ (Л 05 со со sj ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1633275

А1 (51)5 С 01 В 11/26

СЕСОЮЗНАЯ !

Ж 1ИЖЧИИ11 ,ic-е ЛИОТЕ СФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4386505/28 (22) 01.03.88 (46) 07.03.91. Бюл. Ф 9 (72) И.Е.Гринюк, И.М.Пасько и В.П.Радченко (53) 681,323(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1013999, кл. С 01 B 11/26, 1983. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

СИГНАЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является умень|ение габаритов и повышение чувствительности. Световой поток от излучателя 1 попадает в усеченную телескопическую линзу 2, при прохождении через нее поток делится на две равные части и направляется на четвертьволновую пластину 4, которая преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное. После модулятора 5 излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскости поляризации. Если оптическая ось фазосдвигателя 7 расположена под углом ii/4 к плоскости поляризации поляризационного блока, то через него проходит две части излучения, на выходе фотоприемника 11 сигнал отсут1633275

20

3G ствует. При повороте поляризационного блока одна из составляющих излучения больше и на выходе фотоприемчика

Изобретение относится к измерительной технике.

Целью иэобретЕния является уменьшение габаритов и повышение чувствительности.

На чертеже представлена схема пре- 1 образователя.

Оптико-электронный преобразователь содержит излучатель 1 и последовательно расположенные по ходу излучения поляризационный блок в виде усеченной телескопической линзы 2, оба основания которой выполнены параболической формы с разными радиусами кривизны и совпадают точками фокуса, и скрепленной с ней гипотенузной гранью прямоугольной призмы 3, основания линзы 2 выполнены с отражающим покрытием с окнами в нем для входа и выхода излучения. Гипотенузная грань призмы 3 выполнена с многослойным покрытием в виде чередующихся интерференционных диэлектрических слоев с различными показателями преломления и установлена под углом к оптической оси преобразователя, четвертьволновую пластину 4, модулятор 5, пьезогене35 ратор б, жестко закрепленный на грани модулятора 5, расположенный параллельно оптической оси, фазосдвигатель 7, анализирующий блок 8, выполненный аналогично поляризационному блоку в виде усеченной телескопической линзы

9 и прямоугольной призмы 10, электрически соединенные фотоприемник 11, генератор 12 напряжения амплитудноФ

45 фазовый детектор 13 и усилитель 14.

Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток от излучателя 1, пройдя через входное окно, попадает в усеченную телескопическую линзу 2, где, дважды отразившись от второй и первой зеркальных параболических поверхностей, падает на многослойное интерференционное покрытие. При прохождении через нее светового потока ой делится на две равные части. Одна из них отражается от покрытия, поляризуется, например, в плоскости возникает сигнал. Сигнал поворота поступает на усилитель 14, а затем на один из входов детектора 13. 1 ил. чертежа и уходит в потери. Другая проходит покрытие насквозь, поляризуется, например, в плоскости, перпендикулярной чертежу,и направляется через прямоугольную призму 3 на четвертьволновую пластину 4, которая преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное.

После модулятора 5 излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскости поляризации (вдоль оптической оси и перпендикулярно ей). Фаза светового излучения одной из составляющих изменяется по отношению к другой с частотой изменения фазы модулятора 5. В связи с тем, что излучение является смесью электромагнитных волн с разной длиной волны, на выходе оптического фазосдвигателя 7 образуется смесь волн с разным состоянием поляризации, разными знаками и фазами. При суммировании этих волн образуется излучение, состоящее иэ двух частей с равными амплитудами со строго взаимно перпендикулярными направлениями плоскостей поляризации.

Фазы световых волн этих составляющих непрерывно изменяются одна относительно другой (с частотой изменения фазы модулятора) . E сли оптическая ось фазосдвигателя 7 строго располог жена под углом и/4 к плоскости поляризации поляризационного блока, то через него проходят две части излучения, одинаковые по амплитуде. Суммарный световой поток не модулирован и на выходе фотоприемника 11 сигнал отсутствует. При повороте поляризационного блока относительно фаэосдвигателя

7 на угол одна из составляющих больше, а на выходе фотоприемника 11 возникает электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине угла поворота, и фаза определяет знак углa.

При изменении знака угла фаза сигнала меняется на 18О по отношению к о фазе сигнала, поступающего с модулятора 5. Сигнал поворота поступает на

1633275 усилитель 14, а затем на один из входов амплитудно-фазового детектора 13.

Составитель Н.Захаренко

Редактор И.Шулла Техред Л.Сердюкова КорректорM Шароши к

Заказ 611 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10

Формула изобретения

Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал, содержащий излучатель и последовательно расположенные по ходу излучения поляризационный блок, четвертьволновую пластину, модулятор, пьезогенератор, жестко закрепленный на грани модулятора, расположенной параллельно оптической оси, фазосдвигатель, анализирующий блок и электрически 15 соединенные фотоприемник, генератор напряжения и амплитудно-фазовый детектор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения чувствительноcò èH, поляриэа.ционный и анализирующий блоки выполнены идентично в виде усеченной телескопической линзы, оба основания которой выполнены параболической формы с разными радиусами кривизны и совпадающими точками фокуса, и скрепленной с ней гипотенузной гранью прямоугольной призмы, основания линзы выполнены с отражающим покрытием с окнами в нем для входа и выхода излучения, гипотенуэная грань призмы выполнена с многослойным покрытием в виде -чередующихся интерференционных диэлектрических слоев с различными показателями преломления и установлена под углом к оптической оси преобразователя.