Интерферометр для измерения линейных перемещений объекта Советский патент 1989 года по МПК G01B9/02 G01B11/02 

21 и 22, Число измерительных плоскостей и проходов IB них устанавливается местоположениями дополнительного РО 7 в направлениях 21 и 22. Число измерительных плоскостей и

проходов в них устанавливается местоположениями дополнительного РО 7 в направлениях 21 и 22, основного РО 1 в направлении 21 и расщепителей в направлении 22. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объекта. Цель изобретения - повышение точности измерения путем увеличения числа измерительных плоскостей, образованных измерительными проходами сигнального луча в объеме интерферометра. Интерферометр содержит основные референтный отражатель (РО) 1 с поверхностями отражения (ПО) 2, 3 и измерительный отражатель (ИО) 4 с ПО 5,6, дополнительные РО 7 с ПО 8, 9 и ИО с РО 11, 12 и расщепители 13 и 14. Лазерный луч 15 разделяется расщепителем 13 на сигнальный луч 16 и опорный луч 17. Сигнальный луч 16, первоначально отражаясь от ПО 5 основного ИО 4, многократно пересечет объем интерферометра в направлениях 20, 21 и 22. Число измерительных плоскостей и проходов в них устанавливается местоположениями дополнительного РО 7 в направлениях 21 и 22. Число измерительных плоскостей и проходов в них устанавливаются местоположениями дополнительного РО 7 в направлениях 21 и 22, основного РО 1 в направлении 21 и расщепителей в направлении 22. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейньк перемещений объекта,

Цель изобретения - повьппение точности измерения путем увеличения числа измерительных плоскостей, образованных измерительными проходами сигнального луча в объеме интерферометра.

На чертеже изображена принципиальная схема интерферометра.

Интерферометр содержит основной р гферентный отражатель 1-с отражающими поверхиостями 2 и 3, основной измерительный отражатель 4 с отра- жакпщми поверхностями 5 и 6, дополнительный референтный отражатель 7 с отражающими поверхностями 8 и 9, дополнительный измерительный отражатель 10 с поверхностями 11 и 12 отражения и расщепителя 13 и 14, Лазерный луч 15 после расщепителя 13 разделяется на сигнальный луч 16 и опорный луч 17. Луч 17 расщепителем 14 разделяется ..а лучи 18 и 19 Направление перемещения отражателей 4 и 10 обозначено стрелкой 20, отражателей 1 и 7 - стрелкой 21, а отражателя 7 и расщепителей 13 и 14 стрелкой 22. Поверхности отражения основного измерительного отражателя 4 ограничены краями 23 и 24, а дополнительного измерительного отражателя 10 - краями 25 и 26.

Отражатели 1 и 4 установлены так, что их прямые двугранные углы мезкду отражающими поверхностями 2 и 3, 5 и 6 обращены друг к другу, а биссектрисы этих углов параллельны и смещены одна относительно другой в направлении 21.

Отражатели 7 и 10 расположены так, что обе их верщины находятся на ребре отражающей поверхности 3 или 6 соответствующих отражателей 1 и 4 и ориентированы таким образом, что плоскости, перпендикулярные поверхностям 8 и 9, Пи 12, ортогональны плоскости, перпендикулярной поверхностям 2, 3, 5 и 6. Кроме того, отражатель 7 перемещен относительно отражателя 10 в направлении 22. Расщепители 13 и 14 установлены между отражателями 4 и 7, их свето- делительные поверхности параллельны

поверхностям 9 и 12 отражателей 7 и 10. Сигнальный луч 16 после расщепителя 13 направлен на поверхность 5 отражателя 4 параллельно направлению 20. Он Пересекает пространство

между отражателями 1 и 4 в направлении 20 четыре раза и, последовательно отразившись от поверхностей 12 И 11 отражателя 10, пересекает указанное пространство в обратном

направлении, но в параллельной плоскости, направляясь в отражатель 7. Так как отражатель 7 перемещен относительно отражателя 10, то сигнальный луч, отражаясь последовательно

от поверхностей 9 и 8, а затем - 5, 6, 2, 3, 6, 5, 3, 2, снова достигает отражателя 10. Теперь ход сигнального луча в отражателе 10 противоположен предьщущему и направлен от поверхности 11 к 12, а в

пространстве отражатгшей 1 и 4 между поверхностями 2, 3, 5, 6, 3, 2, 5, 6.

Далее сигнальный луч, отражаясь от поверхностей 8.и 9 отражателя 7 и проходя через расщепитель 14, образует два интерференционных поля с опорными лучами 18 и 19. Таким образом, в интерферометре сигнальный луч образует двадцать дискретных измерительных проходов, которые пространственно распределены в четырех параллельных плоскостях. Расстояние d между измерительными плоскостями равно проекции на плоскость, перпендикулярную поверхностям 11 и 12, расстояние между биссектрисами прямых углов отражателей 7 и 10 устанавливаются смещением отражателя

51525444

7 в направлении 22. Количество измерительных плоскостей п в интерферометре должно быть целым и Четным числом, которое определяется из отно- b

шения п

-, где b - расстояние между

краями 25 и 26 отражателя 10. Число измерительных проходов m в каждой измерительной плоскости равно т

10

1, где а - расстояние между

краями 23 и 24 основного измерительного отражателя 7, 1 - установленное расстояние между биссектрисами прямых углов основных отражателей 1 и 4 в направлении 21. Расстояние от биссектрисы отражателя 7 в направлении 22 до измерительных проходов сигнального луча между поверхностями 13 и 5, 9 и 1ч равно соответственно

15

20

(п

1

и

(п-1)-, а расстояние от

биссектрисы отражателя 4 до измерительного прохода 13 и 5

НИИ 21 равно (т - 2)-. Эти величины

определяют простргшстаенное местоположение расщепителей 13 и 14 в объеме интерферометра. В представленном интерк ерометре сигнальный луч образует k измерительных проходов, определяемых величиной k

Перемещая отражатели 4 и 10 в направлении 20 на величину Д/к, где-Д- длина волны лазерного излучения в среде, разность хода между сигнальным и опорным лучами на выходе интерферометра изменяется на Л , что приводит к изменению светового потока на один период в интерференционном

6

Формула изобретения

Интерферометр для измерения линейных Перемещений объекта, содержащий предназначенный для связи с объектом измерительный и референтный отражатели с двумя взаимно перпендикулярными поверхностями отражения и два расщепителя, отражатели установлены так, что биссектрисы углов между их поверхностями отражения параллельны направлению перемещения измерительного отражателя, расщепители установлены так, что их светоделительные поверхности параллельны одна другой, а референтный отражатель установлен с возможностью перемещения в направлении, параллельном плоскости. Перпендикулярной поверхностям отражения, и перпендикулярном направлению перемещення измерительного отражателя, отличающийся тем, что, с целью повы- щения точности измерения, он снабв направле- 25 ен дополнительными предназначенным для-связи с объектом измерительным и референтным отражателями с двумя взаимно перпендикулярными поверхностями отражения, установленными так, 3Q что биссектрисы углов между их поверхностями отражения параллельны направлению перемещения измерительного отражателя, плоскости, перпендикулярные их поверхностям отражения, перпендикулярны соответствующей плоскости основных отражателей, а обе их вершины находятся на ребре отражающей поверхности соответствующего основного отражателя, расщепители расположены между дополнитель- ными референтным и основным измерительным отражателями так, что их светоделительные поверхности параллельны соответствующим поверхностям

и п()|.

40

поле. Следовательно, перемещение отражателей 4 и 10 определяется по форму- - дополнительных отражателей, а допол ле: Z N A/k, где N - порядок интер- нительный референтный отражатель и ференции. Таким образом, изменение целой части числа N происходит при перемещении отражателей на расстояние Л/к, что определяет точность измерений.

Редактор Н.Горват

расщепители установлены с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном направлениям перемещения основных измерительного и референтного отражателей.

Составитель Л.Лобзова

Техред М. Ходанич Корректор И.Муска

50

10

15

20

25 3Q

40

-

50