Стабилизированный интерферометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и нредназначено для нрецизионного из.мерения профиля объектов или формы отражающих поверхностей. Цель изобретения - новышение точности измерения и безопасности работы путем исключения погрешности от влияния окружаюнхей среды и понижением напряжения гштання интерферометра . Нучок излучения лазера 1 делится светоделительным кубиком 4 на два, один из которых поступает па объект 7, а дру1Ч)й - на опорное зеркало 8. На грани кубика 4 со стороны одного из разделенных пучков закреплена жидкокристаллическая ячейка 5 так, что грань кубика является одной из стенок ячейки 5. Отраженные от объекта 7 и зеркала 8 пучки интерферир чот на кубнке 4 и интерференционная картина регистрируется фотоэлектронным умножителем 10. Сигнал рассогласования разности хода, зарегистрированный умножителем 10 и преобразованный фазовым детектором 12 через блок 16 угфавления, поступает па ячейку 5 для коррекции разности хода. 1 и.п. ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1404811

А1 (50 4 G 01.В 9/02

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4072231/24-28 (22) 14.04.86 (46) 23.06.88. Бюл. № 23 (71) Куйбышевский филиал Физического института им. П. Н. Лебедева (72) М. A. Воронцов, Ю. Д. Думаревский, В. С. Колобков, А. Н. Малов, А. Ф. Наумов и В. И. Шмальгаузен (53) 531.715.1 (088.8) (56) Кирьянов В, П., Коронкевич В. П. Лазерный интерферометр с низкочастотной фазовой модуляцией. — Квантовая электроника, 1982, т. 9, № 7, с. 1301 — 1308. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для прецизионного измерения профиля объектов или формы отражающих поверхностей. Цель изобретения — повышение точности измерения и безопасности работы путем исключения погрешности от влияния окружающей среды и понижением напряжения питания интсрфсрометра. Пучок излучения лазера 1 делится светоделительным кубиком 4 на два, оди из которых поступает на объект 7, а другой— на опорное зеркало 8. На грани кубика 4 со стороны одного из разделенных пучков закреплена жидкокристаллическая ячейка 5 так, что грань кубика является одной из стенок ячейки 5. Отражснные от объекта 7 и зеркала 8 пучки интсрферируют на кубике

4 и интерференционная картина р гистрируется фотоэлектронным ум нож итслсм 10.

Сигнал рассогласования разности хода, зарегистрированный умножителсм 10 II преобразованный фазовым детектором 12 через со блок 16 управления, поступает II;1 ячейку 5 для коррекции разности хода. 1 ил.

1404811

30

Формула изобретения

Составитель А. Гордеев

Редактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор О. Кравиова

Заказ 3088 41 1 ираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного когяитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, ул. Проектная, -!

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для прецизионного измерения профиля фазовых объектов или формы отражающих поверхностей.

Цель изобретения — повышение точности измерения и повышение безопасности работы путем исключения погрешности от влияния окружающей среды и понижением напряжения питания активного элемента интерферометра.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого интерферометра.

Интерферометр содержит лазер 1, расположенные последовательно по ходу излучения объектив 2, диафрагму 3, светоделительный кубик 4, делящий пучок излучения на предметный и опорный. На кубике 4, например, со стороны предметного пучка закреплена жидкокристаллическая ячейка 5 так, что грань кубика 4 является одной из стенок жидкокристаллической ячейки 5. По ходу предметного пучка последовательно расположены коллимирующая линза 6 и исследуемый объект 7. По ходу опорного пучка расположено сферическое зеркало 8. По ходу совмещенных после интерференции на кубике 4 пучков размещена диафрагма 9 и фотоэлектронный умножитель 10.

Выход фотоэлектронного умножителя 10 соединен с входом резонансного усилителя

11, выход которого соединен с входом фазового детектора 12. Генератор 13 через фазовращатель 14 связан с вторым входом детектора 12, Фазовый детектор 12 через интегратор 15 соединен с блоком 16 управления жидкокристаллической ячейкой 5. Выход генератора 13 связан с вторым входом блока

16, выход которого соединен с ячейкой 5.

Интерферометр работает следующим образом.

Световой пучок лазера 1 фокусируется объективом 2 на диафрагму 3, служащую 40 пространственным фильтром. Светоделительный кубик 4 с жидкокристаллической ячейкой 5 разделяет световой пучок на предметный и опорный. Предметный пучок, пройдя жидкокристаллическую ячейку 5, колли- 45 мируется линзой 6 и, отразившись от исследуемой поверхности 7, вновь возвращается на светоделительный кубик 4. Опорный пучок, отразившись от сферического опорного зеркала 8, также попадает на кубик, где интерферирует с предметным пучком.

Блок 16 управления, задаваясь частотой опорного напряжения с генератора 13, формирует сигнал, служащий для создания пробных возмущений разности хода. Этот сигнал представляет собой периодические чередующиеся импульсы низкой и высокой частоты (низкая частота — это частота ниже инверсии знака диэлектрической анизотропии данного жидкого кристалла, а высокая, соответственно, выше) . Периодическая фазовая модуляция при интерференции приводит к движению интерференционных полос и, следовательно, к модуляции интенсивности света, прошедшего через диафрагму 9. Данное изменение интенсивности регистрируется фотоэлектронным умножителем

10. Случайное изменение разности хода плеч интерферометра, например при вибрациях, вызывает изменение фазы сигнала с фотоэлектронного ум ножителя 10. Этот сигнал усиливается резонансным усилителем 11 и подается на вход фазового детектора 12. На другой вход фазового детектора поступает сигнал с генератора 13 переменного тока через фазовращатель 14. Полученный сигнал рассогласования интегрируется для увеличения порядка астатизма интегратором 15 и поступает на блок 16 управления жидкокристаллической ячейкой 5, в котором происходит изменение амплитуды сигнала пробных возмущений в соответствии со знаком и величиной сигнала рассогласования.

Таким образом, обеспечивается слежение за случайными возмущениями разности хода.

Стабилизированный интерферометр, содержащий лазер и расположенные последовательно по ходу излучения светоделительный кубик, предназначенный для разделения пучка излучения на два, и систему сведения пучков, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и повышения безопасности работы, он снабжен жидкокристаллической ячейкой, закрепленной на кубике со стороны одного из разделенных пучков так, что грань кубика является одной из стенок жидкокристаллической ячейки.