Устройство для многократных отражений в двухлучевом интерферометре Советский патент 1990 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано D интерференционных устройствах для измерения перемещений и скорости перемещений, преимущественно для регистрации быстро протекающих процессов - ультразвуковых колебаний, сигналов акустической эмиссии, ударных волн.

Цель изобретения - повышение виброустойчивости и пространственного разрешения за счет концентрации излучения вдоль направления распространения.

На фиг. 1 приведена схема интерферометра Майкельсона с устройством для многократных отражений, содержащим собирающую линзу; на фиг. 2 - вопгутое зеркало.

Интерферометр содержит источник 1 монохроматического излучения, например, гелийнеоновын лазер, светоделитель 2 5 устройство 3 многократных отражений, содержащее собирающий элемент 4 в виде линзы (фиг. 1) или вогнутого зеркала (фиг. 2), плоский от ражатель 5 и зеркало б, связываемое с контролируемым объектом 7. Отражатель 5 при использовании в качестве оптического собирающего элемента линзы (фиг, 1) размещен на прямой, про- ходящей через центры зеркала 6 и линзы 4 на расстоянии от центра линзы, равном

f Г l г-

г г а + У J

а f , u -1

/2.

где f - фокусное расстояние-линзы; а - расстояние между зеркалом и

ЛИНЗОЙ;

j - расстояние от зеркала до

ческой оси линзы. При использовании в устройство, вогнутого зеркала (фиг. 2) плоский оiражатель 5 размещен на расстояниях25

-,.„Ј

-: f-N

уг i- аг

от центра вогнутого зеркала и

j f

У

а - f

;го оптической оси.

Интерферометр также содержит от- рсохатель 8 в виде уголкового отража- едя (фиг. 1) или в виде плоского гркала (фиг. 2) и блок 9 приема и оггистрации интерференционного сигнала. Конкретный вид отражателя 8 определяется необходимостью обеспечения совпадения лучевых путей информативного и опорного пучков при их сложении Для согласования оптических схем устройства и интерферометра могут быть использованы дополнительные плоские зеркала 10 и 11 (фиг. 1).

Излучение источника 1 делится светоделителем на два пучка, один из которых направляется на отражатель 6, а другой - в устройство 3 многократ- ных отражений на зеркало 6. После отражения от зеркала это т пучок отклоняется собирающим оптическим эле- кентом 4, попадает на отражатель 5 и возвращается после вторичного отклонения собирающий эленен-ром 4 на зеркало 6. После многократного отражения от зеркала 6 пучок попадает на .светоделитель 2, где совмещается с

0

5

0

$ 0 5

Q

опорным сигналом, пришедшим с отражателя 8, и образует интерференционную картину, которая регистрируется.блоком 9.

Изобретение позволяет повысить виброустойчивость интерферометра за счет того, что лучи, отражаемые зеркалом 6, собираются оптическим элементом 4 на зеркале,.благодаря чему уменьшается вероятность ухода интерферирующих лучей за пределы чувствительной площадки фотоприемника. Одновременно повышается пространственное разрешение устройства, поскольку отражение всех лучей происходит от небольшого участка поверхности зеркала 6.

Поворотом отражателя и его поворотом совместно с собирающим элементом 4 относительно центров зеркал 5 и 6 появляется возможность изменять количество отражений от зеркала 6,и, тем самым, изменять чувствительность интерферометра.

Формула изобретения

1.Устройство для многократных отражений в двухлучевом интерферометре при контроле, содержащее зеркало, предназначенное для установки на объекте, оптический собирающий элемент и отражатель, отличающееся тем, что, с целью повышения виброустойчивостн и пространственного разрешения, отражатель и зеркало расположены в сопряженных точках собирающего элемента, а отражат тель выполнен плоским и установлен

с возможностью поворота относительно его центра и совместного с собирающим элементом поворота относительно центра зеркала.

2.Устройство по п. отличающееся тем, что собирающий элемент выполнен в виде линзы, отражатель размещен от центра1 линзы на расстоянии г, равном

г

а - f

.,

«4

где f - фокусное расстояние линзы; а - расстояние между зеркалом и

линзой; у - расстояние от зеркала до

оптической оси линзы, а зеркало, линза и отражатель расположены так, что их центры лежат на одной прямой.

3. Устройство по п. отличающееся тем, что3собирающий элемент выполнен в виде вогнутого зеркала, а отражатель размещен от центра вогнутого зеркала на расстоянии г, равном

а - f

Л

+ а

и от

НИИ

его оптической оси на расстоя,1

-у

f

а™

где f - фокусное расстояние вогнутого зеркала; а - расстояние между отражателем

и вогнутым зеркалом вдолв оптической Ьси;

у - расстояние отражателя до оп- . тической оси вогггутого зеркала.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в интерференционных устройствах для измерения перемещений и скорости перемещений. Целью изобретения является повышение виброустойчивости и пространственного разрешения за счет концентрации излучения вдоль направления распространения. Излучение источника делится светоделителем на два пучка и после многократного отражения от зеркала пучок попадает на светоделитель, где совмещается с опорным сигналом, пришедшим с отражателя, и образует интерференционную картину. Отражатель при использовании в качестве оптического собирающего элемента линзы размещен на прямой, проходящей через центры зеркала и линзы на расстоянии от центра линзы, равном R=F/(A-F)[D 2+Y 2] 1/2, где F - фокусное расстояние линзы, A - расстояние между зеркалом и линзой, Y - расстояние от зеркала до оптической оси линзы. При использовании в устройстве вогнутого зеркала плоский отражатель размещен на расстояниях: R=F/(A-F)√Y 2+A 2 - от центра вогнутого зеркала и Y 1=-YF/(A-F) - от его оптической оси. Конкретный вид отражателя определяется необходимостью обеспечения совпадения лучевых путей информативного и опорного пучков при их сложении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг. 2