Многолучевой клиновидный интерферометр

 

3893 97

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ОЗ.ЧШ.1970 (№ 1467843/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 05.VII.1973. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 16.Х1.1973

М. Кл. G Olb 9/02

Гасударственный комитет

Савета Нинистрав СССР па делам изааретений и аткрытий

УДК 535.854(088.8) Автор изобретенпя

И. Ш. Эцин

Заявитель

МНОГОЛУЧ ЕВОЙ 1(ЛИ НОВИДНЫЙ И НТЕРФЕРОМЕТР

Изобретение относится к оптическим устройствам и может быть использовано для измерения малых перемещений.

Известны многолучевые интерферометры для измерения малых персмсщений, средняя квадратичная погрешность которых составляет 0,002 — 0,003 мкм. Такая точность оказывается недостаточной в ряде случаев, например при проверке чувствительных измерительных головок.

Предложенный интерферометр позволяет повысить точность измерения малых перемещений благодаря тому, что он содержит дополнительную оптическую систему, состоящую из двоякопреломляющей поляризационной призмы, например призмы Глана-Томпсона, полупрозрачной пластины и внеосевого зеркала, причем дополнительная система повернута вокруг оптической оси относительно ребра клина, образованного основными зеркалами интерферометра, на небольшой угол, не превышающий 1 .

Применение предлагаемого интерферометра дает возможность визуально проводить особо точные измерения, например проверку измерительных головок с цсной деления 0,02 мам, которые в настоящее время осуществимы только с помощью значительно более сложных фотоэлектрических устройств.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого интерферометра; на фиг. 2 — картина образования муаровых полос; на фиг. 3 — вид поля зрения прибора, Интерферометр состоит из осветителя, включающего спектральную лампу 1, объектив 2, светофильтр 3; полупрозрачных зеркал

4 и 5; дополнительной оптической системы, содержащей двоякопреломляющую призму б, 10 например призму Глана-Томпсона, зеркало 7, полупрозрачную пластину 8, и наблюдательной оптической системы 9.

Пучок параллельных лучей, идущих от осветителя, падает на полупрозрачные зеркала

15 4 н 5. B результате многократных отражений лучей между этими зеркалами образуется интерференционная картина. Оптическая система 9 дает возможность наблюдать узкие полосы равной толщины, локализованные вбли20 зи поверхностей зеркал 4 и 5. Так как зеркала перпендикулярны плоскости чертежа, то ребро клина, а следовательно, и полосы также перпендикулярны плоскости чертежа.

После прохождения через двоякопреломля25 ющую призму б световой пучок, идущий or осветителя, распадается на два пучка света, поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях. Применение двоякопреломляющей поляризационной призмы в каче30 стве светоделительного устройства позволяет

389397

Предмет изобретения

Рог 2

Составитель Л. Гойхман

Техред 3. Тараненко

Корректоры: Л. Царькова и Л. Орлова

Редактор Т. Орловская

Заказ 8011/8 Изд. № 749 Тираж 755 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Типография, пр. Сапунова, 2 использовать в интерферометре высококогерентные лазерные источники света.

Первый пучок проходит через призму как через плоскопараллельную пластинку. Второй пучок отражается от гипотенузной грани призмы 6, зеркала 7 и, еще раз отразившись от полупрозрачной грани пластины 8, пространственно совмещается с первым пучком.

Первый пучок лучей дает прямое изображение интерференционных полос. Вследствие оборачивающего действия системы из трех отражающих поверхностей второй пучок дает изображение полос, перевернутое на 180 относительно оси у.

При повороте дополнительной оптической системы вокруг оптической оси на небольшой угол относительно плоскости чертежа картина, образованная вторым пучком, поворачивается относительно первоначального положения на угол, равный удвоенному углу поворота. В результате картина полос принимает вид, изображенный на фиг. 2. Наложение двух систем параллельных линий, образующих между собой небольшой угол, дает широкие муаровые полосы (фиг. 2, 3). Интерференционные горизонтальные полосы могут быть настолько узки, что не разрешаются наблюдательной системой. Муаровые полосы значительно шире, но их световая часть составляет небольшую долю расстояния между полосами, поскольку они образованы из интер ференционных картин многолучевого типа.

При перемещении одного из полупрозрач4 ных зеркал 5 или 4 вдоль оптической оси два изображения полос (фиг. 2) смещаются в противоположных направлениях. Вследствие этого наблюдаемые муаровые полосы (фиг. 3) смещаются относительно неподвижной визирной линии или биссектора на величину, соответствующую удвоенному перемещению. Например, при перемещении зеркала на четверть длины волны света муаровая полоса смеща10 ется на величину, равную расстоянию между полосами. Отсчет перемещения производится по смещению муаровой полосы и получается в два раза более точным, чем результат измерений, осуществляемых известными интерфе15 рометрами.

Многолучевой клиновидный интерферометр, содержащий осветитель, два полупрозрачных зеркала и наблюдательную оптическую систему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых перемещений, он содержит дополнительную оптическую систему, состоящую из двоякопреломляющей поляризационной призмы, например призмы

Глана-Томпсона, полупрозрачной пластины и внеосевого зеркала, расположенную между полупрозрачными зеркалами с одной стороны и наблюдательной системой — с другой, причем дополнительная оптическая система повернута вокруг оптической оси относительно ребра клина, образованного полупрозрачными зеркалами, на угол, не превышающий 1 .