Устройство для измерения малых угловых смещений источника когерентного излучения

Устройство для измерения малых угловых смещений источника когерентного излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()932226

Союз Советскин

Социал истическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВЕЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 28. 11. 80 (21) 3009437/25-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (5I )M. Кл.

G 01 В 11/26 Ьоудоретванный комятет

СССР по делам изобретений я отнрыткй (53) УДК "31.715..27 (088. 8) Опубликовано 30. 05 ° 82 Бюллетень №

Дата, опубликования описания 30.05.82 (72) Автор. изобретения

В.Б.Титов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ УГЛОВЫХ

СМЕЩЕНИЙ ИСТОЧНИКА КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерении углов с помощью волновых излучений, преимущественно в автоматизированных системах контроля и управления сложных обьектов, а также при проведении доводочных и юстировочных работ с прецизионной точностью.

Известно устройство, основанное на способе дискретной индикации угла t0 поворота зеркала путем фиксации многократно отраженного луча света на выходе зеркального умножителя и содержащее источник света, зеркальный

15 умножитель и фотоприемник (1 j.

Однако такое устройство не реагирует на направление измеряемого уг- лового смещения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения малых угловых смещений источника когерентного излучения, содержащее оптически связанные пленочный валновод с интеграль= но- оптическим элементом связи, воло. конный мозаичный приемник и фотопреобразователь. Вход волоконного мозаичного приемника соединен с первым (одним) выходным торцом пленочного волновода, а выход — с фотопреобраэователем. В качестве интегрально-; оптического элемента связи использован призменный элемент связи 1.2 1.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, выражающаяся в необходимости точной настройки воздушного зазора между призменным элементом связи и пленочным волноводом в процессе производства и эксплуатации, так как от величины зазора зависят возбуждаемые в волноводе моды. Кроме того, устройство имеет недостаточно высокую точность измерения, поскольку на работу устройства в значительной степени влияют вибрации, ускорения и ударные нагрузки. Устройство имеет ограничен932226 ный диапазон измерения, поскольку на диапазон угловых смещений луча источника когеретного излучения накладываются дополнительные ограничения, связанные с отражением и преломлением луча на поверхности призменного элемента связи.

Цель изобретения - расширение диапазона и повышение точности измерения. о

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено вторым волоконным мозаичным приемником, вход которого соединен со вторым выходным торцом пленочного волно- 15 вода, выход — с фотопреобразователем, а интегрально-оптический элемент связи выполнен решеточным.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения малых go угловых смещений источника когерентного излучения; на фиг. 2 — ход луча света при возбуждении моды в пленоч1 ном волноводе.

Устройство содержит пленочный вол- 2s новод 1 с решеточным интегрально-оптическим элементом 2 связи, волоконные мозаичные приемники 3 и 4 и фотопреобразователь 5.. Входы волоконных мозаичных приемни ков 3 и 4 соединены щ с выходными торцами пленочного волноаода i, а выходы с фотопреобразователем 5.

Пленочный волновод 1 нанесен на подложку б. Решеточный интегральнооптический элемент 2 связи выполнен в виде нанесенного на пленочный волновод 1 диэлектрического слоя 7 с гофрированной решеткой 8 . Волоконные мозаичные приемники 3 и 4 выполнены в виде оптических деталей с регулярной укладкой волокон. фотопреобраэователем 5 является матрица фотоприемников на основе приборов с зарядовой связ ью.

Устройство работает следующим образом.

Луч 9 света от источника когерентного излучения (не показан) падает на решеточный интегрально-оптический элемент 2 связи. Попадая на гофрированную решетку 8, луч 9 света возбуждает в пленочном волноводе 1 волноводную моду 10, порядок которой зависит от угла падения луча на ре- 55 шеточный интегрально-оптический элемент 2 связи. Волноводной моде 10 данного порядка соответствует onределенное распределение светового поля на одном из выходных торцов пленочного волновода 1 в зависимости от направления падения луча 9 света.

Такая картина светового поля передается волоконным мозаичным приемником 3 или 4 в фотопреобразователь 5.

Таким образом, в фотопреобразователь 5 поступает оптический сигнал, свидетельствующий о наличии в пленочном волноводе моды 10. Картина светового поля расшифровывается фотопреобразователем 5, и он выдает сигнал о наличии в пленочном .волноводе 1 моды 10 определенного порядка, которой соответствует определенный угол падения луча 9 света, а значит и определенное положение источника коге рентного излучения.

При повороте источника когерентно го излучения изменяются угол падения луча света на решеточный интегрально-оптический элемент 2 связи, порядок волноводной моды в пленочном волноводе 1, картина распределения светового поля на одном из выходных торцов волновода 1 и показания фотопреобразователя 5 Зная угловое смещение между порядками волноводных мод, можно судить о величине углового смещения источника когерентного излучения.

Расширение диапазона и повышение точности измерений достигается тем, что решеточный интегрально-оптический элемент связи имеет симметричную конструкцию и диапазон измерений разбивается таким образом на вдвое меньшие интервалы.

Формула изобретения

Устройство для измерения малыше угловых смещений источника когерентного излучения, содержащее оптически связанные пленочный волновод с интегрально-оптическим элементом связи, волоконный мозаичный приемник и фотопреобразователь, вход волоконного мозаичного приемника соединен с первым выходным торцом пленочного волновода, а выход — с фотопреобразователем, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности измерения, оно снабжено вторым волоконным мозаичным приемником, вход которого соединен с вторым выходным торцом плеH(. чного

Фиг. f

10

Составитель Л.Лобзова

Редактор Е. Лушникова Техред Ж. Кастелевич Корректор Г.Рещетник

Заказ 3741/56 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5 93 волновода, выход - с фотопреобразователем, а интегрально-оптический элемент связи выполнен решеточным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2226 6

1. Авторское свидетельство СССР

h" 208991, кл. С 01 В 11/26, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2713525/25-28, кл. G 01 В 11/26, 1980 (прототип).