Лазерный створный измеритель Советский патент 1990 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения неплоскостности и непрямолинейности.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже представлена схема измерителя .

Измеритель содержит осветитель 1, выполненный из двух идентичных ветвей включающих два лазера 2 и 3, два телескопических расширителя 4 и 5, два поляризатора 6 и 7, светоделитель 8. установленный на пути излуче- ния от лазера 3 под углом 45 к оптической оси, длина А, волны излучения лазера 2 отлична от длины и волны излучения лазера 3, оптическая ось лазера 3 сопряжена посредством свето- делителя 8 с оптической осью лазера 2, поляризаторы 6 и 7 установлены соответственно в ходе излучения от каждого из лазеров 2 и 3 перед светоделителем 8 и ориентированы таким об- разом, что за светоделителем 8 плоскости поляризации пучков ортогональны, двущелевую диафрагму 9, последовательно установленную по ходу излучения от лазера 3, анализатор 10, вы- полненный в виде плоскопараллельной пластины, ширина которой выбрана такой, что неперекрытая ею часть диафрагмы 9 образует двущелевую марку с размерами, обеспечивающими условие получения дифракционной картины of излучения лазера 3, плоскость максимального пропускания анализатора 10 параллельна плоскости поляризации лазера 3, анализатор 10 и двущелевая диафрагма 9 установлены в одной плоскости, и регистрирующее устройство 11

Ъ,

до плоскости установки регистрирующего устройства 11;

и Aj длины волн излучения лазеров 2 и 3;

и Х Лз.- ширина интерференционных полос, получаемых в результате интерференции дифрагирующих пучков с длинами волн ft, и А Измеритель работает следующим образом.

Излучения от лазеров 2 и 3 поступают в телескопические расширители 4 и 5, а затем проходят поляризаторы 6 и 7, на выходе которых образуются монохроматические лазерные пучки, линейно поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях. С помощью светоделителя 8 световые пучки совмещаются и попадают на двущелевую диафрагму 9. Лазерный пучок с длиной 7 волны проходит анализатор 10 без ослабления и дифрагирует на двущелевой диафрагме 9.

Для другого пучка с длиной Д- волны излучения, плоскость преимущественных колебаний которых ортогональна плоскости преимущественных колебаний лазерного излучения с длиной А, волны, анализатор 10 будет непрозрачным и повлияет на формирование интерференционной картины в плоскости регистрирующего устройства 11. Незначительное дифрагмирование лазерного пучка с длиной fl, волны поляризатором 7 несколько изменит энергетическое распределение в интерференционной катине, однако, на положение полос не повлияет.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения неплоскостности и непрямолинейности. Целью изобретения является повышение точности измерения. Излучение от лазеров 2 и 3 поступает в телескопические расширители 4 и 5, а затем проходит поляризаторы 6 и 7, на выходе которых образуются монохроматические лазерные пучки, линейно поляризованные в взаимно перпендикулярных плоскостях. С помощью светоделителя 8 световые пучки совмещаются и попадают на двухщелевую диафрагму 9. Лазерный пучок длиной волны λ₁ проходит анализатор 10 без ослабления и дифрагирует на двухщелевой диафрагме 9. Для пучка длиной волны λ₂ анализатор 10 является непрозрачным. В результате дифракции обоих световых пучков на щелях диафрагмы 9, дифрагированной анализатором 10, в плоскости регистрирующего устройства 11 образуются две интерференционные картины различных цветов. Смещение двухщелевой диафрагмы 9 совместно с поляризатором 7 приводит к смещению интерференционных полос в плоскости регистрирующего устройства 11. Измеряя расстояние от конечной точки створа до центральных максимумов интерференционных картин, получают значения нестворностей. 1 ил.

Размеры двущелевой марки опредеются из соотношений kl foSt

а 37+sT

а +Ь - .

е k - число интерференционных минимумом, участвующих в формировании интерференционных картин ;

S, - расстояние от плоскости установки лазера 2 до плоскости установки двущелевой диафрагмы 9;

So - расстояние от плоскости установки двущелевой диафрагмы 9

В силу того что параметры двущеле- вой марки рассчитаны для лазерного излучения с длиной волны , интерференционная картина в плоскости установки регистрирующего устройства 11 будет контрастной. Для достижения такого же эффекта и для другого лазерного пучка с длиной волны необходимо, чтобы неперекрытая анализатором 10 часть диафрагмы 9 образовывала двущелевую марку, размеры которой должны удовлетворять соотношению

,

а i-1.

2 S,

.

(2)

10

51543225

выполняется благодаря выбору шиР анализатора 10 в соответствии рмулой

s;.-21v. (з)

результате дифракции обеих ветсветовых пучков на щелях двущеле- марки в плоскости регистрирующего ойства 11 образуются две интернционные картины различных цве( ft, и 2 ) .

Ф

с у д щ с н л ч у л р 15 л ч ср о ра в ро ро то ко вы

Смещение двущелевой диафрагмы 9 совместно с анализатором 10 в направлении одной оси на неизвестную контролируемую величину нестворности приводит к смещению интерференционных полос в плоскости регистрирующего устройства 11. Измеряя расстояние от конечной точки створа до центральных максимумов интерференционных картин, получим значения нестворностей с учетом влияния неоднородностей атмосферы, определяемые из соотношении

й JAi-kiz)SI. g L

lk:±22)si

ёлг т

Л ,

Л4z измеренные расстояния от конечной точки створа до центральных максимумом интерференционных картину

дисперсионная разность.

5

6

Формула изобретения

Лазерный створный измеритель, содержащий лазер и последовательно установленные по ходу его излучения двущелевую диафрагму и регистрирующее устройство, отличающий- с я тем, что, с целью повышения томности измерения, он снабжен спетоде- лителем, установленным на пути излучения от лазера перед диафрагмой под углом 45 к оптической оси, вторым лазером, длина волны излучения которого отлична от длины волны первого лазера, установленным таким образом, что его оптическая ось сопряжена посредством светоделителя с оптической осью первого лазера, двумя поляризаторами, установленными соответственно в ходе излучения от каждого из лазеров перед светоделителем и ориентированными таким образом, что за светоделителем плоскости поляризации пучков ортогональны, и анализатором, выполненным в виде плоскопараллельной

0

5

пластины, ширина которой выбрана такой, что непрекрытая ею часть диафрагмы образует двушелевую марку с размерами, обеспечивающими условие получения дифракционной картины из: у- чения от первого лазера, плоскость поляризации максимального пропускания анализатора пара.тиильпа плост огти поляризации излучения первого та ер, а анализатор и двущеле ая марка установлены вплотную одна к другой таким образом, что их оси симметрии совпадают.