Интерферометрический датчик для измерения угла поворота объектов Советский патент 1988 года по МПК G01B11/26 

(21)4084969/24-28

(22)27.05.86

(46) 30.04.88. Бюл. W 16

(71)Московский институт радиотехники, электроники и автоматики

(72)Д.И.Мировицкий, Н.В.Ростовцева и О.Б.Серов

(53) 531.743(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР №504080, кл. G 01 В 11/26, 1976,

(54ХИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

для ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТОВ

(57)Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является увеличение точности измерений угла поворота посредством интерференционного . датчика путем увеличения величины изменения разности хода лучей при изменении угла падения, отраженного от объекта излучения. Для этого обеспечивается последовательная дифракция падающего от объекта луча 4 на М дифракционных решетках 2, расположенных на противоположных параллельных гранях N плоскопа- раплельных пластин 1 из оптически прозрачного материала, установленных параллельно одна другой и жестко связанных между собой. После отражения от зеркала 3, установленного параллельно пластинам 1, свет дифрагирует повторно. В результате интенсивность каждого из образовавшихся пучков 5 зависит от угла поворота объекта. 1 ил.

(Л

ю со

ел

Изобретение относится к,измерительной технике и может быть исполь- зовано преимущественно для измере- ния маль:х углов поворота объекта.

Цель изобретения - повышение точности измерения угла поворота путем увеличения величины изменения разности хода лучей при изменении угла па- ;дения отраженного от объекта излуче- |ния,

j На чертеже изображена схема дат- |чика с ходом оптических лучей в нем, I Датчик содержит N+1 (Nil) плоско- :параллельных пластин из оптически |прозрачного материала} параллельно расположенных друг относительно друга j жестко связанных между собой дифракционных решеток 2, расположен- ;ных на противоположных параллельных ;гранях пластин 1, и отражающее зер- |кало 3, жестко связанное с пластина- |ми 1 и расположенное параллельно им. :Позицией 4 обозначен пучок монохрома- ;тического излучения, падающий на датчик после отражения от объекта, а позицией 5 - пучки излучения в k-OM (,l,2) порядке дифракции.

Интерферометрический датчик работает следующим образом.

Монохроматический луч 4, отражен- :ный от объекта, падает на датчик под некоторым углом 9 и последовательно дифрагирует на каждой из М дифракци- ;онных решеток 2 до зеркала 3 и на ;Этих же М решетках после отражения :от зеркала 3, т.е. дифрагирует на |каждой из дифракционных решеток дважды. .Каждый образованный пучок представляет собой результат когерентного суммирования волн, распространяющихся в одном направлении, в связи с чем его интенсивность будет зависеть от разности фаз между этими волнами. Длина оптического пути, который проходит каждая из образующих пучок волна, определяется в свою очередь толщиной плоскопараллельных пластин 1, углом дифракции и углом 9„ падения на датчик монохроматического

излучения. Таким образом, интенсивность каждого образованного пучка будет периодически зависеть от угла поворота объекта, равного 9 й-б,/2, где Ь0п - изменение угла падения луча на предлагаемый датчик.

В связи с тем, что точность измерения, зависящая от степени изменения разности длин оптических путей, проходимых образующими пучок волнами,

тем больше, чем больше угол дифракции, целесообразно применять дифракционные решетки с высоким разрешением. Это определяет перспективность использования голографических высокоразрешающих дифракционных решеток в датчике,

Интерфедометрический датчик может быть реализован, например, экспонированием двумя плоскими волнами двух

светочувствительных слоевj нанесенных с обеих сторон стеклянной подложки, прижатой через вторую стеклянную пластину к зеркалу.

Форму л а изобретения

Интерферометрический датчик для измерения угла поворота объектов, содержащий плоскопараллельную пластину из оптически прозрачного материала j отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения, он снабжен дополнительными N, где , плоскопараллельными пластинами, последовательно установленными по ходу излучения и одинаково ориентированными относительно потока излучения, М, где ., дифракционными решетками, расположенными между пластинами, и отражающим зеркалом, установленнь1м;/ по ходу излучения за последней пластиной.