Сканирующий интерферометр (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК G01B9/02 

2. Интерферометр, содержащий све тоделитель и два плоских зеркала, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности измерений с помощью интерферометра, он снабжен оптическим элементом и вторым светоделителем, оба светоделителя вьтолнены в виде призмы с основанием в форме прямоугольника и общим светоделительньм слоем, зер кала расположены под углом одно относительно другого, оптический элемент выполнен в виде призмы.

52533

идентичной светоделительньм и.установленной между светоделителями и зеркалами с возможностью вращения относительно оси призмы, перпендикулярной к ее основанию и проходящей через ее середину, а светоделители и зеркала соответственно оптически связаны между собой через оптический элемент.

Приоритет по пунктам: 17,02.78 по П.1, 21.09.78 по п.2.

1. Сканирующий интерферометр, содержащий светоделитель и два плоских зеркала, отличающий-сс я тем, что, с целью повьшения производительности измерений с помощью интерферометра, он снабжен вторым светоделителем и оптическим элементом, установленным между светоделителями, выполненными каждый в виде свегоделительной пластины и размещенными последовательно один за другим, зеркала расположены параллельно одно относительно другого, отражанидими поверхностями одна навстречу другой, а оптический элемент вьтолнен в ВКЩЁ призмы с основанием в форме ромба с двумя отражающими и двумя пропускающими излучеS ние гранями, оптически связан со светоделителями через зеркала и установлен с возможностью вращения относительно осиг симметрии призгфь Фиг /

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения абсолютной длины волны, спектров Фурье получения пикосекундных световых импульсов, а также для исследования материи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является сканирующий интерферометр, содержащий светоделитель и два плоских зеркала fl .

Недостатком известного интерферометра является невысокая производительность измерений из-за небольшой скорости -приращения разности хода длин оптических путей, что не позволяет использовать его для высокоскоростных измерений.

Целью изобретения является повыше ние производительности измерений с помощью интерферометра.

Для достижения цели изобретения по первому варианту сканирующий.интерферометр, содержащий светоделител и два плоских зеркала, снабжен вторы светоделителем и оптическим элементо установленным между светоделителями, выполненными каждый в виде светбделительной пластины и размещенными последовательно один за другим, зеркала расположены параллельно одно относительно другого, отражающими поверхностями одна навстречу другой, а оптический элемент выполнен в виде призмы с основанием в форме ромба с двумя отражающими и двумя пропус-- h-кающими излучение гранями, оптически связан со светоделителями через зеркала и установлен с возможностью вращения относительно оси симметрии призмы.

Цель изобретения по второму вариату достигается тем, что сканирующий интерферометр, содержащий светоделитель и два плоских зеркала, снабжен оптическим элементом и вторым светоделителем, оба светоделителя выполнены в внце призмы с основанием в форме прямоугольника и общим светоделительньм слоем, зеркала расположены под углом одно относительно другого, оптический элемент вьтолнен в виде призьш, идентичной светоделнтельньм и установленной между светоделителями и зеркалами с возможность вращения относительно оси призмы, перпендикулярной к ее основанию и проходящей через ее середину, а светодели тели и зеркала соответственно оптически связаны мезкду собой через оптический элемент.

На фиг. 1 изображен сканирующ интерфер(1етр по первому варианту; на фиг. 2 - то же, по второму варианту.

Сканирующий интерферометр по обоим вариантам содержит два светоделителя 1 и 2, два плоских зеркала 3 и 4 и оптич.еский элемент 5.

В сканирующем интерферометре по первому варианту светоделители 1 и 2 выполнены каждый в виде светоделительной пластины и размещены последовательно один за другим, зеркала 3 и 4 расположены параллель но одно относительно другого, отражающими поверхностями навстречу одно другому, оптический элемент 5 установлен между светоделителями 1 и 2 и выполнен в виде призмы с основанием в форме ромба, с двумя отражающими и двумя пропусканнцими излучение гранями, элемент 5 оптически связан со светоделителями 1 и 2 через зеркала 3 и 4 и установлен с возможностью вращения отно сительно оси симметрии призмы. По второму варианту оба светодел теля 1 и 2 выполнены в виде призмы с основанием в форме прямоугольника и общим светоделительным слоем 6, зеркала 3 и 4 расположены под углом одно относительно другого, а оптический элемент 5 вьтолнен в виде призмы, идентичной светоделительным и установленной между светоделителями 1 и 2 и зеркалами 3 и 4 с возможностью вращения относительно оси призмы, перпендикулярной к ее основанию и проходящей через ее середину, а светоделители 1 и 2 и зер кала 3 и 4 соответственно оптически .связаны между собой через оптический элемент 5. Интерферометр по первому варианту работает следукщим образом. Входящий в интерферометр пучок падает на светоделитель 1 и разделя ется на: два когерентных пучка, один из которых отражается от зеркала 3, входит в оптический элемент через грань, дважды отражается внутри элемента 5 от противоположных граней а и Ъ,выходит из элемента 5 через грань с , отражается от зеркала 4 и падает на светоделитель 2 второй пучок сначала отражается от зеркала 4, через грань cJ входит в элемент 5, отражается от граней «и с , через грань t выходит из элемента 5, отражается от зеркала 3 и падает на светоделитель 2, где встречается с первым пучком. Когерентные пучки интерферируют один с другим и выходят из интерферомет ра. Энергия пучков зависит от разн ти длин оптических путей когерентны пучков, причем длина оптического пути каждого из когерентных пучков измеряется вдоль всего пути методу 3 двумя светоразделяющими слоями СРСтоделителей 1. Если элемент 5 вращается относительно оси О, то оптический путь одного из когерентных пучков сокращается, а второго - удлиняется. Вокруг положения, в котором на фиг. 1 показан элемент 5, существует небольшая зона углов поворота элемента 5, внутри которой равномерное вращение оптического элемента 5 вызьтает равномерное приращение разности длин оптических путей двух когерентных пучков. Тогда энергия пучков модулируется по синусоидальному закону, причем период модуляции зависит от скорости вращения элемента 5 и длины волны света. Перед измерением модулированной энергии можно разогнать элемент 5 до большой скорости вращения, а измерение произвести в таком диапазоне углов поворота, в котором приращение длины оптического пути является равномерным. В оптическом элементе 5, в котором противолежащие грани параллельны одна другой из шести возможных степеней свободны элемента только одна, а именно вращение относительно оси, перпендикулярной к основанию вызывает изменение разности длин оптических путей когерентных пучков. Любые поступательные или вращательные движения элемента 5 не нарущают юстировки интерферометра. Такие свойства интерферометра сохраняются тогда, когда каждый из когерентных пучков входит в оптический элемент 5 и выходит из него через две противолежащие грани, а также внутри отражается от двух таких же граней. Чтобы при определенном направлении вращения элемента 5 оптический путь одного из когерентных пучков сокращался, а второго удлинялся, необходимо эти пучки внутри элемента 5 вести таким образом, чтобы путь одного пучка бып зеркальным отражением пути второго пучка относительно одной на плоскостей симметрии оптического элемента 5,перпендикулярной к основанию призмы в виде которой выполнен элемент 5, По второму варианту интерферометр работает следующим образом. Оптическ1й элемент 5 вращается относительно оси, перпендикулярной к ее основанию и проходящей через середину основания 0. Между свето