Устройство для многократных отражений в двухлучевом интерферометре

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в интерференционных устройствах для измерения перемещений и скорости перемещений. Целью изобретения является повышение виброустойчивости и пространственного разрешения за счет концентрации излучения вдоль направления распространения. Излучение источника делится светоделителем на два пучка и после многократного отражения от зеркала пучок попадает на светоделитель, где совмещается с опорным сигналом, пришедшим с отражателя, и образует интерференционную картину. Отражатель при использовании в качестве оптического собирающего элемента линзы размещен на прямой, проходящей через центры зеркала и линзы на расстоянии от центра линзы, равном R=F/(A-F)[D 2+Y 2] 1/2, где F - фокусное расстояние линзы, A - расстояние между зеркалом и линзой, Y - расстояние от зеркала до оптической оси линзы. При использовании в устройстве вогнутого зеркала плоский отражатель размещен на расстояниях: R=F/(A-F)√Y 2+A 2 - от центра вогнутого зеркала и Y 1=-YF/(A-F) - от его оптической оси. Конкретный вид отражателя определяется необходимостью обеспечения совпадения лучевых путей информативного и опорного пучков при их сложении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)g С 01 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. -:,г..зf»(/ ; (".л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4207849/24-28 (22) 09.03.87 (46) 15.07.90. Бюл. Р 26 (71) Ленинградский государственный университет (72) А.И.Недбай (53) 53 1.715 (088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

Ф 1399644, кл. G 01 В 9/02, 1986 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКРАТНЫХ ОТРА)КЕНИЙ В ДВУХЛУЧЕВОМ ИНТЕРФЕРОМЕТРГ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в интерференционных устройст— вах для измерения перемещений и скорости пер.емещений. Целью изобр етения являет с я повышение в и бр оустойчиво с ти и пространственного разрешения эа счет концентрации излучения вдоль на(правления распространения. Излучение источника делится светоделителем на два пучка и после многократного отра. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в интерференцпонных устройствах для измерения перемещений и скорости перемещений, преимуцественно для регистрации быстро протекающих процессов — ультразвуковых колебаний, сигналов акустической эмиссии, ударных волн, Цель изобретения — повьш»ение виброустойчивости и пространственного раз„;,SLI„„ 15784 A1 жения от зеркала пучок попадает на светоделитель, где совмещается с опорным сигналом, пришедшим с отражателя, и образует интерференцпонную картину.

Отражатель при использованпп » качестве оптического собирающего элемента линзы размещен на прямой, проходящей через центрьг зеркала и линзы на расстоянии от центра линзы, равном

r = f/(à — f) (а . + у 1 1» /, где f фокусное расстояние линзы, а — рас— стояние между зеркалом и линзой; у — . расстояние от зеркала до оптической оси линзы. При использовании в устройстве вогнутого зеркала плоский отражатель размещен на расстояних: д

r = f/ (а — f) yr + аз — от центра вогнутого зеркала ц у = -„.f/(à — f) —. (Д от его оптической оси. Кон»«ретньп» вид отражателя определяется необходимостью обеспечения совпадения лучевых путей информативного и опорного пучков при их сложении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. решения за счет концентрации излучения вдоль направления распространения.

На фпг. 1 приведена схема интерI ферометра Майкельсона с устройством для .г»»»огократных отражен»п» у содерх«ащим собираюцую линзу; на фиг. 2 вогнутое зеркало.

Интерферометр содержит источник 1 монохрог»атического излучения, например, гелийнеоновьп» лазер, светоделп1578456 г, г г=-- — — у+а а—

I f

У " У а - f тель 2, устройство 3 многократных отражений, содержащее собираюций элемент 4 в виде линзы (фиг. 1) или вогнутого зеркала (фиг. 2), плоский отра>катель 5 и зеркало 6, связываемое с контролируемым обьектом 7. Отражатель 5 при использовании в качестве оптического собирающего элемента линзы (фиг. 1) размецен на прямой, про- 10 ходяцей через центры зеркала 6 и линзы 4 па расстоянии от центра линзы, равном

Г g. 23 г= — — — - а+у

f где f — фокусное расстояние линзы; а — расстояние между зеркалом и линзой — расстояние от зеркала до опти-20 ческой оси линзы.

При использовании в устройство. вогнутого зеркала (фиг. 2) плоский отражатель 5 размещен па расстояниях 25 от центра вогнутого зеркала и..го оптической оси.

Интерферометр также содержит отр;!:õàòå> ü 8 в виде уголкового отра>ка:.=-ля (фиг. 1) или в виде плоского зеркала (фиг. 2) и блок 9 приема и регистрации интерференционного сигнала. Конкретный вид отражателя 8 определяется необходимостью обеспечения gp совпадения лучевых путей информативно> о и опорного пучков при их сложении. Для согласования оптических схем устройства и интерферометра могут быть использованы дополнительные плоские зеркала 10 и 11 .(фиг. 1).

Излучение источника 1 делйтся свеоделителем на два пучка, один .иэ ко- торьтх направляется на отражатель 6, 50 а другой — в устройство 3 многократных отражений па зеркало б. После отражения от зеркала этот пучок отклоняется собирающим оптическим элементом 4, попадает на отражатель 5 и возвращается после вторичного отклонения собирающим элементом 4 на зеркало 6. После многократного отражения от зеркала 6 пучок попадает на

,светоделитель 2, где совмецается с з опорным сигналом, пришедшим с отражателя 8, и образует интерференционную картину, которая регистрируется. блоком 9.

Изобретение позволяет повысить виброустойчивость интерферометра за счет того, что лучи, отражаемые зеркалом 6, собираются оптическим элементом 4 на зеркале,.благодаря чему уменьшается вероятность ухода интерферируюцих лучей за пределы чувствительной плоцадки фотоприемника. Одновременно повышается пространственное разрешение устройства, поскольку отражение всех лучей происходит от небольшого участка поверхности зеркала б.

Поворотом отражателя и его поворотом .совместно с собирающим элементом

4 относительно центров зеркал 5 и 6 появляется возможность изменять количество отражений от зеркала б,и, тем самым, изменять чувствительность интерферометра.

Формула изобретения

1. Устройство для многократных отражений в двухлучевом интерферометре при контроле, содержащее зеркало, предназначенное для установки на объекте, оптический собирающий элемент и отражатель, о т,л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения виброустойчивости и пространственного разрешения, отражатель и зеркало расположены в сопряженных точках собирающего элемента, а отражат тель выполнен плоским и установлен с возможностью поворота относительно

его центра и совместного с собирающим элементом поворота относительно центра зеркала.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю ц е е с я тем, что собирающий элемент выполнен в виде линзы, отражатель размещен от центра линзы на расстоянии r равном г г г.>

1О

r — — — у + а а - f ложены так, что их центры лежат на одной прямой.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что,собирающий элемент выполнен в виде вогнутого зеркала, а отражатель размещен от центра вогнутого зеркала на .расстоянии т, равном

f у/ а-Е где f - фокусное расстояние вогнутого зеркала; а — расстояние между отражателем и вогнутым зеркалом вдолв оптической Ьси; у — расстояние отражателя до оптической оси вогнутого зеркала.

1578456

Составитель В.Климова

Техред J1,Сердокова Корректор М.Кучерявая

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 1905 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r, Ужгород, ул, Гагарина, 101

И ет