Интерферометр для измерения расстояния

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерферометрам для измерения расстояния. Цель изобретения - расширение диапазона дальности измерения и повышение производительности труда за счет осуществления измерения сразу по двум направлениям. Излучение источника 1 света проходит осветительную систему 2 и зеркалом 4 делится по волновому фронту на два пучка. Один из этих пучков проходит несколько раз между зеркалами 3 и 4, установленными в параллельных плоскостях отражающими поверхностями напротив друг друга . Второй пучок через зеркало 3 падает на отражатель 5 с осветительной системой 6 регистрации интерференционной картины, установленное с сдвигом вдоль зеркала 4 и выполненное с обоих концов с полупрозрачным покрытием с размерами, равными ширине светового пучка, что обеспечивает образование трех пучков (опорную и двух дистанционных ) , регистрируемых системой 6 регистрации интерференционной картины . 3 ил. i СЛ со оо о ел ел фиг.1

СОЮЗ СОЮЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

КСПУВ ЛИК (19) 111) fag 4 С 01 В 9/02

""" " МОНАЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3834254/24-28 (22) 25. 12. 84 (46) 15.08.87. Бюл. У 30 (71) Владимирский политехнический институт (72) А.С.Медовиков, М.Н.Коломейцева, P.М.Нигаматьянов и А.А.Лопанчук (53) 531.715. 1(088.8) (56) Коронкевич В.П. и др. Лазерная интерферометрия. Новосибирск: Наука, 1983, с. 42-52, Кондрашков А.В. Интерференция света и ее применение в геодезии. М.:

Геодеэиэдат, 1956, с. 88-92. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерферометрам для измерения расстояния.

Цель изобретения — расширение диапазона дальности измерения и повышение

I производительности труда за счет осуществления измерения сразу по двум направлениям. Излучение источника 1 света проходит осветительную систему

2 и зеркалом 4 делится по волновому фронту на два пучка. Один из этих пучков проходит несколько pas между зеркалами 3 и 4, установленными в параллельных плоскостях отражающими поверхностями напротив друг друга.

Второй пучок через зеркало 3 падает на отражатель 5 с осветительной системой 6 регистрации интерференционной картины, установленное с сдвигом вдоль зеркала 4 и выполненное с обоих концов с полупрозрачным покрытием с размерами, равными ширине светового пучка, что обеспечивает образование трех пучков (опорную и двух дистанционных), регистрируемых системой 6 регистрации интерференционной картины. 3 ил.

1 1330455 2

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерферометрам для измерения расстояний, и может быть использовано в метрологии, геодезии, машиностроении, стран" тельстве и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — расширение диапазона дальности измерения и повышение производительности труда за счет осуществления измерения сразу по,цвум направлениям.

На фиг.1 изображена оптическая схема предлагаемого интерферометра, на фиг.2 — схема измерения первого отрезка измеряемого расстояния; на фиг.3 — схема измерения второго отрезка измеряемого расстояния.

Интерферометр содержит источник 1 света, осветительную систему 2, плоское зеркало 3, плоское зеркало 4, отражатель 5, систему 6 регистрации интерференционной картины и отражатель 7.

Плоские зеркала 3 и 4 установлены в параллельных плоскостях отражающими поверхностями напротив друг друга, причем зеркало 4, отражатели 5 и 7 оптически связаны с осветительной системой 2 и системой регистрации интерференционной картины соответственна. Зеркало 3 установлено со сдвигом вдаль зеркала 4 и выполнена с обоих концов с полупрозрачным . покрытием с размерами, равными ширине сВе тового пучка. Отражатели 5 и 7 размецены на равных расстояниях соответ-. ственно дт плоских зеркал 4 и 3.

Интерферометр работает следующим образом.

Излучение источника 1 света (фиг.1) проходит осветительную систему 2 и зеркалам 4 делится па BoJIHQBQ му фронту на два пучка. При делении по волновому фронту нижний пучок проходит пад зеркалом 4 и падает на отражатель 5, отражается от него и попадает в систему 6 регистрации интерференционной картины. Второй (верх— ний) пучок после отражения от левага края зеркала 4 падает на полупрозрачный левый край зеркала 3, где делится на два пучка. Один из этих пучков излучения (опорный) проходит несколько раз между зеркалами 3 и 4 и после последнего отражения от зеркала 4 попадает в систему 6 регистрации интерференционной картины., где интерферирует

5

35 с пучком излучения, полученным из начального, путем деления волнового фронта (отраженнаго от отражателя 5).:

Второй пучок излучения, образован- ный при делении амплитуды на левом полупрозрачном краю зеркала 3, падает на отражатель 7, отражается от него, падает на отражатель 7 и после отражения от правого полупрозрачного края зеркала.3 попадает в систему 6 регистрации интерференционной картины.

Таким образом, в систему 6 регистрации интерференционной картины попадают три пучка: первый — опорный, прошедший между зеркалами 3 и 4, второй— дистанционный, прошедший да отражателя 5 и отраженный в систему 6 регистрации интерференционной картины, и, наконец, третий — дистанционный, прошедший от зеркала 3 до отражателя 7 и после отражения от зеркала 3 направленный в систему 6 регистрации интерференционной картины.

Для измерения некотороrà расстояния выполняют расчет этапов умноже,ния исходной длины d (эталона) и определяют местоположение оснований для установки зеркал 3 и 4 интерферометра.

Пусть, например, необходимо измерить расстояние 35 м при длине исходного эталона 1 м, Выбирают коэффициент умножения на первом этапе„ равный п<

2, на втором — n = 1, на третьем—

n = 1. При этом опоры пад зеркала

3 и 4 необходимо установить на следу-ющих расстояниях ат начала линии, м:

О, 45, 60, 65, 67, 68, 70, 75 м, 90 и 135.

С помощью светадальнаметра или рулетки на местности выполняют измерения и определяют положения опор для зеркал 3 и 4.

После установки опор в определенных точках трассы начинают измерения из серецины. При этом на опарах 67 и 68 м устанавливают зеркала 3 и 4 (фиг.2, вид сверху), а на опоры 68 и 90 м — отражатели 7 и 5, причем отражатель 7 идентичен зеркалу 3. Зеркала 3 и 4 укреплены в контакте с исходной мерой длины d которая помещена между зеркалами. Обычно это кварцевый жезл, аттестованный в метрологической лаборатории,. на концах которого на оптическом контакте помещены зеркала 3 и 4. Отражатели 5 и 7 установлены на каретках. имеющих возможность перемещаться в пределах 1-2 см

1330455

Составитель В.Климова

Техред И.Попович

Редактор А.Ревин

Корректор А Ильин

Заказ 3570/42

Тираж 676 Подписное

BHHHHH Государственырго комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с помощью микрометренных винтов. Путем микрометренного перемещения отражателей 5 и 7 наблюдатель в зрительной трубе добивается появления двух интерференционных картин между опорным пучком излучения и дистанционными пучками. Перемещения заканчивают при максимальном контрасте интерференционных картин. При этом с точностью до 1-2 мкм имеем:

L=2d=L

На этом первый этап умножения закончен, исходная длина увеличена в пять раз.

На втором этапе умножения исходнои ..длиной служит расстояние между отра жателями 5 и 7, которые служили отражателями на первом этапе. Аналогичным путем перемещения отражателей и добиваются максимума контраста интерференционных картин. При этом

?. = 1. = 5d и эталонная длина 1- м увеличена в пятнадцать раз.

На третьем этапе умножения исходной длиной служит расстояние между зеркалами 8 и 9. Процесс измерения аналогичен.

Дальнейшие измерения выполняют, продолжая этапы умножения по установленной схеме.

Формула изобретения

Интерферометр для измерения расстояния, содержащий осветительную систему, два плоских зеркала, установленных в параллельных плоскостях

10 отражающими поверхностями напротив друг друга, и одно из которых оптически связано с осветительной системой, систему регистрации интерференционной картины и отражатель, опти15 чески. связанный с осветительной системой и с системой регистрации, оптически связанной с вторым зеркалом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона дальности

20 измерения и повышения производительности, он снабжен вторым отражателем, оптически связанным с системой регистрации и осветительной системой через второе зеркало, установленное со сдвигом вдоль первого зеркала и выполненное с обоих концов с полупрозрачным покрытием с размерами, равпыми ширине светового пучка, а первый и второй отражатели размещены на равЗ0 ных расстояниях соответственно от первого и второго зеркал.