Устройство для измерения амплитудной и фазовой анизотропии отражателей Советский патент 1986 года по МПК G01J4/00 

но отражающего зеркала 21 лучи, отраженные от эталона 10 и исследуемого объекта 19, поачередно через анализатор 22 направляют на фотопреоб- раэователь 23. С помощью системы синхронизации 12-15 и формирователей опорных напряжений 16 и 17 управляют

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения поляризационных параметров оптического излучения, отраженного раз личными отражателями, например лазерными зеркалами.

Цель изобре тения - повышение точности измерений путем снижения влияния нестабильности характеристик не- точника и приемника изпучения.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит размещенные на первом звене 1 шарнирного механизма источник 2 поляризованного излучения (лазер 3 и линейный поляризатор 4), азимутальный модулятор 5, питаемый от генератора 6, фазовый модулятор 7, питаемый от генерат ра 8 (частоты генераторов 6 и 8 различны) , плоскопараллельную диэлектрическую пластину 9, эталон 10 амплитудной и фазовой анизотропии с воз- вратно-смещенным ходом луча, комму- татор 11 оптического излучения, выполненный в виде установленного на валу электродвигателя диска с секторной щелью и снабженный фотоэлектрической системой синхронизации, которая состоит из дополнительных фотоприемников 12 и 13, облучаемых дополнительными источниками 14 и tS света, и формирователей 16 и 17 опорных напряжений, подвижное звено 18 шарнирного механизма с держателем для исследуемого объекта 19, звено 20 удвоенного угла поворота шарнирного механизма с нормально отражающим зеркалом 21.

На первом звене 1 шарнирного механизма расположен анализатор 22 и фотопреобразователь 23, выход которо

электронными ключами 2А и 25, которые подключены к синхронным детекторам 26-29. Выделенные этими детекторами сигналы в виде постоянных напряжений поступают на делительные устройства 30 и 31 . з.п. ф-лы. 1 ил.

s

0

5

0

го подключен к входам двух электронных ключей 24 и 25. Управляющие входи .этих ключей подключены соответственно к формирователям 16 и 17 опорных напряжений. Выход электронного ключа 24 подключен к входам первого 26 и второго 27 синхронных детекторов, а выход электронного ключа 25 - к входам третьего 28 и четвертого 29 синхронных детекторов. Управляющие входы первого 26 и третьего 28 синхронных детекторов соединены и подключены к генератору 6, а управляющие входы второго 27 и четвертого 29 синхронных детекторов - к генератору 8. Вькоды первого 26 и третьего 28 синхронных детекторов подключены соответственно к входам делимого и делителя первого делительного устройства 30, а выходы второго 27 и четвертого 29 синхронных детекторов - к аналогичным входам второго делительного устройства 31. Выходы делительных устройств 30 и 31 соответственно подключены к выходным устройствам 32 и 33, соединенным с вычислителем 34. I

Эталон 10 амплитудной и фазовой анизотропии, обеспечивающий возвратно-смещенный ход луча, может быть выполнен в виде диэлектрической приз- мы с двугранным прямым углом полного отражения, пропускающая грань которой образует с ребром двугранного прямого угла острый угол в , причем угол падения излучения на пропускающую грань призмы, отсчитываемый от нормали к этой грани в сторону большего основания выбран равным углу Брюстера, плоскость падения излучения на пропускающую грань призмы параллельны плоскости, проходящей через ребро двугранного прямого уг3

ла и нормаль к пропускающей грани призмы, а острый угол б задан соотношением

б - i j if/2 - arctgn,

rfleigp - угол Брюстера;

n - показатель преломления

материала призмы. Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 2 поступает последовательно на азимутальны 5 и фазовый 7 модуляторы, которые осуществляют модуляцию поляризации на различных частотах О, и Wj , задаваемых генераторами 6 и 8. Падающее на прозрачную плоскопараллельную диэлектрическую пластину 9 излучение, преломляясь, поступает на исследуемый отражатель 19, затем падает на нормально отражающее зеркало 21, вторично отражается от отражателя 19 и, отражаясь от задней грани плоскопараллельной диэлектрической пластины 9, проходит анализатор 22 и поступает на фотопреобразователь 23. Падающее на плоскопараллельную пластину 9 излучение, отражаясь от передней грани зтой пластины, взаимодействует с эталоно 10 амплитудной и фазовой анизотропии и, отражаясь от него с пространственным смещением в обратном направлении, поступает на пластину 9 и после преломления пространственно совмещается с лучом,отраженным от задней грани плоскопараллельной пластины 9, проходит анализатор 22 и поступает на фотопреобразователь 23. Коммутатор 11 оптического излучения осуществляет поочередную подачу на фотопреобразователь 23 лучей, взаимодействующих с исследуемым объектом 19 и эталоном 10, с помощью поочередно замыкающихся элетронных ключей 24 и 25.

Управление электронными ключами 24 и 25 обеспечивается опорными напряжениями формирователей 16 и 17, которые снимаются с дополнительных фотоприемников 12 и 13, облучаемых дополнительными источниками 14 и 15 света. В течение времени, когда на фотопреобразователь 23 поступает из лучение, взаимодействующее с исследуемым объектом 19, напряжение, снимаемое с фотопреобразователя 23, через замкнутый электронный ключ 24

25

526774

поступает на входы первого 26 н второго 27 синхронных детекторов, которые детектируют сигналы на частотах W, и Ы соответственно. Выделен 5 ные детекторамУ 26 и 27 сигналы в виде постоянного напряжения поступают на входы делимого делительных устройств 30 и 31 соответственно. Постоянная времени синхронных детекторов

О выбраны значительно превышающими период коммутации излучения коммутатором 11. В течение времени,когда на фотопреобразователь 23 поступает излуз ение, взаимодействующее с этало 5 ном 10, напряжение, снимаемое с фотопреобразователя 23, через замкнутый электронный ключ 25 подается на входы третьего 28 и четвертого 29 синхронных детекторов, которые детек20 тируют сигналы на частотах Ы, иы соответственно.

Выделенные детекторами 28 и 29 сигналы в виде постоянных напряжений поступают на входы делителя делительных устройств 30 и 31 соответственно. Делительное устройство 30 делит значение выходного напряжения первого синхронного детектора 26 на значение выходного напряжения третьего

синхронного детектора 28 и вьщает на выходное устройство 32 число, Пропорциональное отношению составляющих потоков излучения на частоте cj, , взаимодействующих с исследуемым объек5 том 19 и эталоном 10. Делительное устройство 31 делит значение выходного напряжения второго синхронного детектора 27 на значение выходного напряжения третьего синхронного де0 тектора 29 и-выдает на выходное устройство 33 число, пропорциональное отношению составляющих потоков излучения на частоте (о, взаимодействующих с исследуемым объектом 19 и эта5 лоном 10.

Формула изобретени

1. Устройство для измерения ампли- 0 тудной и фазовой анизотропии отражателей, содержащее размещенные на первом звене шарнирного механизма источник поляризованного излучения и установленные по ходу луча азиму- 5 тальной и фазовый модулятор, соединенные с соответствующими одночастот- ными генераторами, подвижное звено шарнирного механизма с держателем

S

для исследуемого объекта и звеном удвоенного угла поворота шарнирного механизма, анализатор и фотопреобразователь, первый и второй синхронны детекторы с параллельно соединенным входами, подключенные управляющими входами каждый к соответствующему г нератору, два выходных устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, на звене удвоенного угла поворота шарнирного механизма размещено нормально отражающее зеркало, на первом звене шарнирного механизма после фазового модул1 тора по ходу луча установлены прозрачная плоско- параллельная диэлектрическая пластина, по ходу отраженного от нее луча со стороны источника излучения эталон амплитудной и фазовой анизотропии, обеспечиваю1ций возвратно смещенный ход луча и коммутатор отраженного от диэлектрической пластины и прошедшего через нее излучения, снабженный фотоэлектрической системой синхронизации, анализатор и фотопреобразователь размещены последовательно по ходу луча, отраженного от плоскопараллельной диэлектрической пластины со стороны подвижного звена шарнирного механизма,в устройство введены третий и четвертый синхронные детекторы с параллельно соединенными входами, два электронных ключа и два делительных устройства и вычислитель,- причем входы электронных ключей соединены с выходом фотопреобразователя, управляющие входы электронных ключей подключены к фотоэлектрической системе синхронизации коммутатора, выход одного из электронных ключей соединен с входом второго синхронноСоставитель.В.Рондошкин Редактор М.Влжнар Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 4616/44 Тираж 778 . Подписное ВНЮШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5267Г6

го детектора, выход второго электронного ключа соединен с входом третьего синхронного детектора, управляющие входы первого и третьего, J второго и четвертого синхронных детекторов попарно соединены, выходы первого и третьего синхронных детекторов подключены соответственно через входы делимого и делителя перво10 го делительного устройства к первому выходному устройству, выходы второго и четвертого синхронных детекторов подключены соответственно через входы делимого и делителя вто15 рого делительного устройства к второму выходному устройству, а выходы выходных устройств соединены с вычислителем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эталон амплитудной и фазовой анизотропии, обеспечивающий возвратно смещенный ход луча, выполнен в виде диэлектрической призмы с двугранным пряьатм углом полного отражения, пропускающая грань которой образует с ребром двугранно го прямого угла острый угол 6 , диэлектрическаяпризма установлена так, что угол падения луча на пропускающую грань призмы, отсчи- тываемяй от нормали к этой грани в рторону большего основания, равен углу Брюстера, а плоскость падения излучения на пропускающую грань призмы параллел на плоскости, проходящей грани призмы, при этом острый угол б задан соотношением

е

Т /2 -( - arctgn.

где tpw - угол Брюстера;

п - показатель преломления материала призмы.

Устройство предназн ачено для измерения поляризационных парамет ров отражателей, например лазерных зеркал. В устройстве излучение от источника 2 модулируют иа разных частотах со, и (Jj с помощью амплитудного 5 и фазового 7 модуляторов и направляют на плоскопараллельную пластину 9. С помощью этой пластины, коммутатора 11, эталона амплитудной .и фазовой анизотропии 10, и нормаль(Л 10 а N9 СЛ sl vj