Диагностический стабилизированный интерферометр Советский патент 1989 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля профиля поверхности оптических деталей,

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет стабилизации интерференционной картины с помощью отрицательной обратной связи с большим частотным диапазоном и амплитудой коррек ИИ о

На -1ертеже приведена блок-схема диагностического стабилизированного интерферометра.

Интерферометр содержит полупровод- никовьш лазер 1, блек 2 питания, кол- лимирующую линзу 3, полупрозрачную клиновидную пластину 4, зеркало 5, фо- топриемник 6, светоделительный кубик 7, светоделитель 8, экран 9, диафраг- му 10, блок 11 управления.

Стабилизированный интерферометр работает следующим образом.

Излучение полупроводникового лазет. ра 1, управляемого от блока 2, колли- мируется линзой 3 и падает на полупрозрачную клиновидную пластину 4. Часть излуче}шя отражается от нее и образует опорную волну, 3 прошедший предметный пучок отражается от зеркала 5 Интерферограмма, образованная сложением предметной и опорной волн, проецируется на фотоприемник 6 светоде- пительным кубиком 7. Светоделитель 8 отводит часть излучения на экран 9. Перед фотоприемником 6 вдоль попос интерференции помещается диафрагма 10. Ширина диафрагмы выбирается меньше ширины интерференционной полосы.

Сигналы фотодиодов, входящих в со- став фотоприемника 6, поступают в блок 11 управления с При отклонении центра интерференционной полосы от щели, разделяющей рабочие поверхности фотодиодов, на выходе блока 11 появ- ляется сигнал, пропорциональный отклонению. Необходимая частотная характеристика обеспечивается этим же блоком. Блок питания излучателя полупроводникового лазера управляется сигна- лом с выхода блока 11. Таким образом, смещение интерференционных полос вызывает изменение тока ижекции лазера, благодаря чему изменяется длина вол

Hf;i излучения и происходит компенса

5 0

5 о

Q 5 Q

5

5

ция смещения интерференционной картины.

В качестве полупроводникового лазера может быть использован лазер ИЛПН-205А, в качестве фотоприемника - сдвоенный фотодиод; состоящий из разделенных промежутком 100 мкм светочувствительных элементов, выполненных на одной подложке; фокусное расстояние коллимирующей линзы - 300 мм; размеры светоделитель- ного кубика - 15x15x15 мм. Такая установка эффективно компенсирует смещение интерференционной картины, вызванное изменением расстояния между клиновидной пластиной А и зеркалом 5, в частотнок диапазоне до 30 кГц, Коэффициент стабилизации составляет не меньше 50, а амплитуда компенсируемых колебаний может достигать 0,012 мм при разности плеч интерферометра 10 см.

Формула изобретения

Диагностический стабилизированный интерферометр, содержащий оптически связанные источник излучения, светоделительный кубик, коллимирующую линзу, отражатель, зеркало и фотоприемник, блок управления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, светоделитель и экран, вход светоделителя оптически связан со светоде- лительным кубиком, первый выход связан с фотоприемником, а второй вы- ход - с экраном, о тличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет стабилизации интерференционной картины, источник излучения, светоделительный кубик, крллимирующая линза, отражатель и зеркало установлены последовательно, отражатель выполнен в виде полупрозрачной клиновидной пластины, источник излучения вьтолнен в виде одночастот- ного полупроводникового лазера, управляемого по частоте, с блоком питания, фотоприемник выполнен в виде двух фотодиодов, расположенных на одной подложке и разделенных промежутком, величина которого не более 1/8 ШИРИНЫ интерференционной полосы, ыход блока управления через блок пи- гания подключен к лазеру.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля профиля поверхности оптических деталей. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет стабилизации интерференционной картины с помощью отрицательной обратной связи с большим частотным диапазоном и амплитудой коррекции. На выходе интерферометра Тваймана, образованного коллимирующей линзой 3, полупрозрачной клиновидной пластиной 4, зеркалом 5 и светоделительным кубиком 7, формируется на экране 9 интерференционная картина, по виду которой судят о качестве поверхности зеркала 5. Часть излучения с помощью светоделителя 8 формирует в рабочей плоскости фотоприемника 6, выполненного из двух фотодиодов, изготовленных на одной подложке, разнесенных на расстояние не более 1/8 интерференционной полосы и включенных по дифференциальной схеме, дополнительную интерференционную картину. При отклонении центра интерференционной полосы от щели, разделяющей рабочие поверхности фотодиодов, на выходе блока 11 появляется сигнал, пропорциональный отклонению. Этот сигнал подается на вход блока питания лазера, благодаря чему изменяется длина волны излучения полупроводникового лазера 1 на входе интерферометра и происходит смещение интерференционной картины. 1 ил.