Интерференционный способ регистрации нулевого положения сканирующего зеркала и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01B21/00 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к интерферометрии для измерения углового положения объектов с отражающими поверхностями, и может быть испол зовано в метрологии, астрономииэ приборостроении и точном малмностроении

Цель изобретения - повышение точности измерений путем исключения погрешностей от деформации оптической системы.

На фиг. 1 представлена схема устройства для регистрации нулевого положения сканирующего зеркала; на фиг с 2 - график зависимости выходно- го сигнала фотоприемника от углового положения сканирующего зеркала.

Устройство для регистрации нулевого положения сканирующего зеркала содержит лазер 1s интерферометр с опорньм и измерительным плечами, которые образует светоделитель 2, в опорном плече интерферометра имеется зеркало 3, блок 4 пьезозлементов с электродэ 1и 5s зеркало 3 установлено на блоке 4 пьезоэлементов, управляемый источник 6 электрических колебаний j подключенный к электродам 5, фотоприемник 7, установленный на выходе интерферометра, и экстрематор 8 на входе которого установлен детектор (не показан). Регистрируется перемещение сканирутожего зеркала 9.

Способ реализуют с помощью предлагаемого устройства следующим обра- зом.

Световой поток лазера 1 делится светоделителем 2 на два - изме- рительньй и опорный о Измерительный луч, отразившись от сканир тощего зер кала 9, через светоделитель 2 попадает на фотоприемник 7. На него же. попадает и опорный луч, отразившись от зеркала 3 и пройдя через светоделитель 2. При этом фаза опорного луча изменяется с частотой колебаний блока 4 пьезоэлементов, на который подается высокочастотное напряжение QT источника 6 электрических колебаний. В результате ка фотоприемн яке 7 будет фиксироваться изменяющаяся с частотой колебаний зеркала 3 интерференционная картина - бегущие полосы, период которых определяется углом ei наклона сканирующего зеркала 9.

Чем больше угол Р , тем меньше период полосJ а следовательно, к модуляция интенсивности светового потока, па132

дающего на фотоприемник 7. На выходе фотоприемника 7 формируется высокочастотный эле Ктрический сигнал I) (фиг, 2), амплитуда которого зависит от угла об наклона зеркала 9. Детектором экстрематора 8 формируется ниа кочастотный электрический сигнал, уровень которого соответствует огибающей высокочастотных сигналов. В момент прохождения зеркалом 9 нулевого положения экстрематором 8 будет зафиксировано максимальное значение низкочастотного сигнала (максимум огиб;ающей) и вьвдан соответствующий сигнал (на другие устройства или ).

Формула изобретения

t. Интерференционный способ регистрации нулевого положения сканирующего зеркала, заключающийся в облучении зеркала измерительньм лучо инте)рферометра, получении интерференционной картины, преобразовании полу ченного от нее оптического сигнала в электри ческий и его анализе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, фазу опорного луча интер ферометра изменяю не менее чем на 21 с частотой i , определяемой по формуле

иг.а,

где (О - угловая скорость сканировани зеркала;

. - длина волны опорного луча; а - диаметр зоны анализа, внцеляют огибающ то злектрического сигнала, а момент нулевого положения зеркала фиксируют по максимальному значению огибающей.

2, Устройство для регистрации ну- певого положения сканирующего з ерка- ла, ;одержащее лазер, интерферометр с опорным и измерительным плечами, 6 отоприемник, установленный на выход интерферометра, и регистратор, связа ньпт с фотоприемником, отлич аю- щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния точности измерений, оно снабжено блоком пьезоэлементов и управляемьн источишсов электрических колебаний, соединенным с блоком пьезоэлементов, который скреплен с зеркалом опорного плеча интерферометра, а регистратор выполнен в виде экстрематора.

555, IJ у /

Пьезоэлеменл7ы

Заказ 3078/ДЗ Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Н-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, .ул. Проектная, 4

фиг.1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к интерферометрам для измерения углового положения объектов с отражающими поверхностями, и может быть использовано в метрологии, астрономии, приборостроении и точном машиностроении. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения погрешностей от деформации оптической системы. Отражающую поверхность, например зеркало, облучают измерительньм лучом интерферометра, получают интерференционную картину, преобразуют полученный от нее оптический сигнал в электрический и анализируют с помощью блока пьезо- элементов. Фазу опорного луча интерферометра изменяют не менее чем на 21Г с частотой, определяемой по формуле i 5 2со/ Д., где со - угловая скорость сканирования зеркала, Т - длина волны опорного луча, диаметр зоны анализа, выделяют огибающую электрического сигнала, а момент нулевого положения зеркала фиксируют по максимальному значению огибающей. 2 с.п. ф-лы, 2 ил, (Л ts9 СО о оо со