Поляризационный интерферометр Советский патент 1983 года по МПК G01B9/02 

Изобретение oxHOCHfcfl к измерительной технике и предназначено для измерения малых углов поворота обг-ек та. Известен поляризационный интерферометр, содержащий источник монохроматического излучения, измеритель ную и наблюдательную ветви, которые состоят из системы зеркал и призм, установленных в соответствующем поло .жении. Интерференция лучей возникает при распространении CBeToiaok-o луча по кольцевому тонкопленочному диэлек трическому волноводу, возбуждаемому лазерным излучением С ЗНедостаток указанного интерферометра - сложность конструкции и невысокая точность определения угловых перемещений, Наиболее близким к предлагаемому по технической суммости является поляризационный интерферометр, содер жащий последовательно установленные источник монохроматического излучения, светоделитель, оптический поля, ризационный блок и оптически с ним связанный регистрируюилий- блок, выполненный в виде двух анализаторов и двух фотоприемников, каждый из которых расположен за соответствующим анализатором. Оптический поляризационный блок выполнен в виде двоякопреломляющей пластины и расположен перпендикулярно оптической оси С21. Недостатком известного интерферометра является невозможность измерения наряду с двойным лучепреломлением также и углового положения объекта. Цель изобретения - измерение также и углового положения объекта. Указанная цель достигается тем, что интерферометр, содержащий последовательно установленные источник монохроматического излучения, светоделитель, оптический поляризационный блок и оптически с ним связанный регистрирующий блок, выполненный в виде двух анализаторов и двух фoтo:-J приемников, каждый из которых распо ,ложеп за соответствующим анализато-э ром, снабжен плоским зеркалом, предназначенным для скрепления с объектом и установленным в ходе одного Iпотока от светоделителя, и дифферек циапьным усилителем, вхбды которого соединены с выходами фотоприемников а оптический поляризационный блок Ш:1Г.олнен в виде двух призм Дове из анизотропного материала, склеенных основаниями таким образом, что их оптические оси паргшлелЬны между со бой и расположены под углом 45° к плоскости склейки, и расположен под углом 60 к оптической оси интерферометра. На фиг. 1 представлена схема поля 1ризационного интерферометра; на фиг. 2 - схема оптического поляризационного блока. Поляризационный интерферометр содержит последовательно установленные источник 1 монохроматического излучения, светоделитель 2, оптический поляризационный блок 3 (фиг. 2), выполненный в виде двух призм Дове из анизотропного материала, склеенных основаниями таким образом, что их оптические оси параллельны между собой- и располозяены под углом к плоскости склейки, расположенный под углом 60° к оптической оси интерферометра, и оптически с ним связанный 1эегистрирукяций блок/ выполненный в виде двух анализаторов 4 и. 5 и двух фотоприемников 6 и 7, из которых расположен за соответствуюиим анализатором, дифференциальный усилитель 8, входы которого соедии-еИй с выходами фотоприемникой б и 7, плоакое зеркало 9, предназначенное для скрепления с объектом (не показан) и установленное в ходе одного потока от светоделителя 2. Интерферометр работает следующим образом. Световой поток от. источника 1 монохроматического излучения разделяет ся светоделителем 2 на два потока одинаковой интенсивности/ один из которых направляется на плоское зеркало 9 и, отражаясь, падает на оптический поляризационный блок 3, а другой поток,пройдя через светоделитель 2, также падает на блок 3, причем оба потока падают на входные грани блока 3 перпендикулярно Каждалй из потоков, падающих на передние грани оптического поляризационногр блока 3, разделяется на два луча ортогональной поляризации: о(№акновенный (0) и необыкновенный (€) (фиг. 1). Обыкновенный луч поляризован в плоскости, перпендикулярной главнЪму се- чению призмы Дове, а необыкновенный луч - в плоскости, совпадающей с главным сечением призи«л Дове. Когда оптические оси в обеих призмах Дове расположены под углом 45° к плоскости склейки, то достигается наибольшая величина двоения лучей О и е и создаются удобства для работы с монохроматическими источниками, у которых выходящее излучение поляризовано в вертикальной плоскости. Расположение оптических осей в обеих призмах Дове, составляющих блок 3/ таково что они параллельны между собой и составляют угол 45° с плоскостью склейки, что создает условие формирования лучей О и е равной интенсивности, неоЬходимое для получения интерференционной картины с максимальной контрастностью. Обыкновенные лучи to-,, Ол) выходят из оптического поляризационного

блока 3, претерпев полное внутреннее отражение на основаниях призм Дове, которые склеены между собой тонким слоем канадского бальзама,так как канадский бальзам имеет промежуточный показатель преломления

„ е , Необыкновенные лучи (е- е) проходят через блок 3, не претерпевая отклонения. На выходе блока 3 между лучами о, е 2 и е, о2 соответственн необходимо осуществить фотосмещение. Так как обыкновенный и необыкновенный лучи поляризованы в ортогональньк плоскостях, то с целью получения интерференции между ними в оба плеча интерферометра вводятся анализаторы 4 и 5, ориентироранные параллельно основаниям призм Дове, которые попарно совмещают в пространстве волновые

фронты лучей о и е, а фотоприемники 6 и 7 фиксируют интерференционные полосы и передают сигналы в дифференциальный усилитель 8, При любом незначительном повороте плоского зеркала 9 получается взаимное смещение интерференционных полос в обоих плечах поляризационного интерферометра. Дифференциальный усилитель 8 дает на выходе разностный сигнал, пропорциональный разности сигналов,

полученных от двух интерференционных карт ин.

Таким образом, использование дифференциального метода регистрации от двух интерференционных картин с максимальной контрастностью позволило измерять малые угловые повороты объекта.

Оптическая ось

Оптическая ось