Интерферометр для измерения перемещений
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при прецизионных измерениях линейных перемещений. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения погрешности, связанной с температурной нестабильностью, и повышения жесткости конструкции. Устройство представляет собой интерферометр Майнельсона, в котором светоделитель выполнен в виде куб-призмы, гипотенузная грань которой имеет три зоны: прозрачную, полупрозрачную и зеркальную, а уголковый отражатель в опорном плече жестко закреплен на светоделителе. На противоположной грани жестко укреплен третий, дополнительный уголковый отражатель, а на его катетной грани - прямоугольная призма. Благодаря такому выполнению светоделителя и размещению оптических элементов достигается равенство плеч интерферометра и жесткость конструкции. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 G 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A BTGPCK0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (2l) 4468380/24-28
1 (22) 29.07.88 (46) 30.05.90. Бюл. ¹ 20 (71) Институт евер хтвердых материалов
АН УССР (72) В. П. Носов, Н. Я. Г1ереходько и И. Г. Стеблин (53) 531.715.1 (088.8) (56) Нагибина И. М. Интерференция и дифракция света. Л.: Машиностроение, 1985, с. 189 — 192. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ (5 ) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и може быть использовано при прецизионных измерениях ли;;ейных перемещений. Целью изобретения
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к интерферометрам для измерения линейных перемещений, и может быть использовано в прецизионном станкостроении, приборостроении, точном машиностроении, метрологии и в системах автоматического управления.
Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения погрешности, связанной с температурной нестабильностью, и повышения жесткости конструкции, На фиг. 1 представлена оптическая схема предлагаемого интерферометра; на фиг. 2— вид Л «а фиг. 1.
Интерферометр содержит источник 1 когерентного излучения, светоделитель 2, представляющий собой куб-при му, на гипотечузной грани которого имеются три зоны: полупрозрачная 3, зеркальная 4 и прозрач«ая 5. На граць в светоделителя 2 посред;твом оптического контакта или склеивания
-зкреплен третий уголковый отражатель 6, „„SU„„1567869 А 1
2 является повышение точности измерений за счет исключения погрешности, "вязанной с температурной нестабильностью, и повышения жесткости конструкции. Устройство представляет собой интерферометр
Майнельсона, в котором светоделитель выполнен в виде куба-призмы, гипотенузная грань которой имеет три зоны; прозрачную, полупрозрачную и зеркальную, а уголковый отражатель в опорном плече жестко закреплен на светоделителе. На противоположной грани жестко укреплен трети й, дополнительный уголковый отражатель, а на его катетной грани — прямоугольная призма. Благодаря такому выполнению светоделителя и размещению îllòè÷ññêêx злементов достигается равенство плеч интерферометра и жесткость конструкции. 2 ил. ребро рабочего двугранного угла которого параллельно измерительному лучу а и симметрично расположено относительно грани с.
На грань d светоделителя 2 установлен первый уголковый отражатель 7, ребро рабочего двугранного угла которого перпендикулярно референтному лучу в и расположено напротив границы раздела полупрозрачной 3 и прозрачной 5 зон светоделителя в направлении референтного луча в. На грани е третьего уголкового отражателя 6 (фиг. 2) симметрично расположена прямоугольная призма 8, которая устаHàâëèвается на грань е своей гипотенузной гранью ii:iсредством оптического контакта или склеивания оптическим клеем. Второй уголки вый отражатель 9 установлен на исследуемом объекте (не показано). Рабочее ребро второго уголкового отражателя 9 перпендикулярно измерительному лучу а и расположено напротив границы раздела полупрозрачной 3 и зеркальной 4 зон светоделителя в направлении измерительного луча и. На выхо1567869 де устройства установлен фотоприемник 1О, преобразующий выходной оптический сигнал в электрический, а в качестве аппаратуры обработки фотоэлектрического сигнала использован pef истратор 11, который может быть выполн(н, например, в виде двухканального усилителя информативного блока управления, реверсивного двоично-десятичного счетчика, двоичного счетчика, дешифратора, цифрового индикаторного устройства и выходных разъемов. В качестве фотоприемника 10 может быть использован четырехплощадочный фотоприемник типа ФД вЂ” 19КК с попарно соединенными светочувствительными площадками, в результате чего фотоприемник представляет собой два фотоприемника со светочувствительными площадками размером 1>с,2 мм- в об(цем корпусе.
Устройство работает следующим образом.
Луч от источника когерентного излучения 110113.(3åò в светоделитель 2 на полу-!!розрачиук) зону 3, из которой он выходит в дву» иаправлеHHHx: луч а попадает на второй» Голкоиый отражатель 9 и луч в исриый»!.Олковый отражатель 7, Отразив!иись ог отражателей 9 и 7, лучи а и в иона.шк>т иа зеркальную 4 и прозрачную
5 зоны светодел ител я 2 соответствен но. ,1»» а, Отразившись от зеркальной зоны 4, и луч в, прошедший прозрачную зону 5, с ПОМОШЬК> трстЬЕГО ГОЛКОВОГО ОтражатЕЛя
6 смешаются !!о высоте ие менее, чеM на ,(и;>метр лазер!и)го луча и возвращаются точно II() Г<)м» же пути в обратном порядке, ио с(> смеше )ием II() высоте на полупрозр IHH» >о зону, > снстодслителя. Оптическое смен!ив I!Ill(луtl(é (I и <1 происходит на полуI!1)() I!)3чной t()H(3 (нет<>делители 2 o смеI11(. lI И(. М От I!<) с I! т(. 11! II() T<) I к И д(»1(и И Я Л v ч Pй
<1 и в !!О»!и,(()1(II(. M(ие<.. Ием н3 диаметр
,<р
);<Рl l!,: < 1<Г,» ):,;; Рав<)ЕНИ!О фОКУСИ,tlIttIx < р 1< .(: Г<><(у !>стви Гельными пло-! «, и иTерф(ðåHöèонных «, о,сс его получается l!t!t . " °,.I llJ.!3 одинаковой амп;и . l!»,I<> фазе на 90 . О вели,. р»! иц ни я судят по измеИ(",! И1«!!;t .. t, < !.! t!)< II II H3 (КО 1ИЧ(СТВО l1().1t t< ) t I,,; «, I,Ill )(. ll, l;I I !)м II(Itt !!И(ир»ется регистра; О(! I. 11;! I!i !И,,<С,", zp3H(HII>I HHI(р(!>Е Р (II II II O !IIII I!! К,> Р 1! »t Н Г О РО М » ll lt I 1!) 11 H1(IIÈ I()» С Г311() И,1(II(I I " <»!It <1, >(O I () р(lя С.1»"Ре дотвра щения попадания его в исходную точку деления лазерного излучения, что заметно улучшает стабильность результирующей интерференционной картины, а, 5 следовательно, и точность измерения устройства в целом. Формула изобретения Интерферометр для измерения перемещений, содержащий источник когерентного излучения, расположенный по ходу пучка и зл учен и я светоделител ь, делящий излучение на два пучка референтный и измерительный, расположенный по ходу референт15 ного пучка первый уголковый отражатель, выполненный- в виде прямоугольной призмы, расположенный по ходу измерительного пучка второй уголковый отражатель, выполненный в виде прямоугольной призмы и предназначенный для крепления на 20 объекте, расположенный в выходном пучке интерферометра фотоприемник и регистратор, вход которого соединен с выходом фотоприемника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, интер ферометр снабжен прямоугольной призмой и третьим уголковым отражателем, светоделитель выполнен в виде куба-призмы, гипотенузная грань которого состоит из трех зон — прозрачной, полупрозрачной и зеркальной, первый отражатель жестко уста30 новлен гипотенузной гранью на боковой грани куба-призмы и ориентирован так, что ребро его рабочего двугранного угла расположено напротив границы раздела прозрачной и полупрозрачной зон гипотенуз>1() и гр а ни, третий угол ковый отражатель 35 установлен гипотенузной гранью на боковой грани куба-призмы, противоположной грани, на которой установлен первый уголковый отражатель, оптически связан с первым и вторым уголковыми отражателями 4 и ориентирован так, что ребро его рабочего двугранного угла перпендикулярно соответствующим ребрам первого и второго уголковых отражателей, прямоугольная призма жестко установлена своей гипотенузной гранью на катетной грани третьего отра45 жателя симметрично относительно падающего на эту грань пучка, второй уголковый отражатель ориентирован так, что ребро его рабочего двугранного угла установлено напротив границы раздела полупрозрачной и зеркальной зон гипотенуз50 иой грани куба-призмы, а источник когерентного излучения установлен так, что оптическая ось его пучка смещена по вертикали относительно ребра рабочего двугранного угла третьего уголкового отражателя Н3 величине не менее половины 55 диа»(етра пучка излучения. 1567869 Составитель В. Бахтин Редактор Ю. Середа Техред И. Верее Корректор И. Муска Заказ 1314 Тираж 488 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1! 3035, Москва, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
