Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал Советский патент 1991 года по МПК G01B11/26 

ствует. При повороте поляризационного блока одна из составляющих излучения больше и на выходе фотоприемника

возникает сигнал. Сигнал поворота поступает на усилитель 14, а затем на один из входов детектора 13. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является уменьшение габаритов и повыше ние чувствительности. Световой поток от излучателя 1 попадает в усеченную телескопическую линзу 2, при прохождении через нее поток делится на две равные части и направляется на четвертьволновую пластину 4, которая преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное. После модулятора 5 излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскости поляризации. Если оптическая ось фазосдвигателя 7 расположена под углом |Г/4 к плоскости поляризации поляризационного блока, то через него проходит две части излучения, на выходе фотоприемника 11 сигнал отсутс $ (Л 05 со со sj ел

Изобретение относится к измерительной технике.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и повышение чувствительности.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Оптико-электронный преобразователь содержит излучатель 1 и последовательно расположенные по ходу излучения поляризационный блок в виде усеченной телескопической линзы 2, оба основания которой выполнены параболической формы с разными радиусами кривизны и совпадают точками фокуса, и скрепленной с ней гипотенузной гранью прямоугольной призмы 3, основания линзы 2 выполнены с отражающим покрытием с окнами в нем для входа и выхода излучения. Гипотенузная грань призмы 3 выполнена с многослойным покрытием в виде чередующихся интерференционных диэлектрических слоев с различными показателями преломления и установлена под углом к оптической оси преобразователя, четвертьволновую пластину 4, модулятор 5, пьезогене- ратор 6, жестко закрепленный на гран модулятора 5, расположенный параллел но оптической оси, фазосдвигатель 7, анализирующий блок 8, выполненный аналогично поляризационному блоку в виде усеченной телескопической линзы 9 и прямоугольной призмы 10, электрически соединенные фотоприемник 11, генератор 12 напряжения, амплитудно- фазовый детектор 13 и усилитель 14.

Преобразователь работает следующи образом.

Световой поток от излучателя 1, пройдя через входное окно, попадает усеченною телескопическую линзу 2, где, дважды отразившись от второй и первой зеркаль ных параболических поверхностей, падает на многослойное интерференционное покрытие. При прохождении через нее светового потока он делится на две равные части. Одна из них отражается от покрытия, поляризуется, например, в плоскости

0

5

0

5

0

5

0

s

0

5

чертежа и уходит в потери. Другая проходит покрытие насквозь, поляризуется, например, в плоскости, перпендикулярной чертежу,и направляется через прямоугольную призму 3 на четвертьволновую пластину 4, которая преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное.

После модулятора 5 излучение содержит две составляющие с взаимно ортогональными направлениями плоскости поляризации (вдоль оптической оси и перпендикулярно ей). Фаза светового излучения одной из составляющих изменяется по отношению к другой с частотой изменения фазы модулятора 5. В связи с тем, что излучение является смесью электромагнитных волн с разной длиной волны, на выходе оптического фазосдвигателя 7 образуется смесь волн с разным состоянием поляризации, разными знаками и фазами. При суммировании этих волн образуется излучение, состоящее из двух частей с равными амплитудами со строго взаимно перпендикулярными направлениями плоскостей поляризации.

Фазы световых волн этих составляющих непрерывно изменяются одна относительно другой (с частотой изменения фазы модулятора). Если оптическая ось фазосдвигателя 7 строго расположена под углом н/4 к плоскости поляризации поляризационного блока, то через него проходят две части излучения, одинаковые по амплитуде. Суммарный световой поток не модулирован и на выходе фотоприемника 11 сигнал отсутствует. При повороте поляризацион- ного блока относительно фаэосдвигателя . 7 на угол одна из составляющих больше, а на выходе фотоприемника 11 возникает электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине угла поворота, и фаза определяет знак угла.

При изменении знака угла фаза сигнала меняется на 180° по отношению к фазе сигнала, поступающего с модулятора 5. Сигнал поворота поступает на

51633275

усилитель 14, а затем на один из входов амплитудно-фазового детектора 13.

п ц н

Формула изобретения

Оптико-электронный преобразователь угла поворота в электрический сигнал, содержащий излучатель и последовательно расположенные по ходу излучени поляризационный блок, четвертьволновую пластину, модулятор, пьезогенера- тор, жестко закрепленный на грани модулятора, расположенной параллельно оптической оси, фазосдвигатель, анализирующий блок и электрически соединенные фотоприемник, генератор напряжения и амплитудно-фазовый детектор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и

повышения чувствительности, поляризационный и анализирующий блоки выполнены идентично в виде усеченной телескопической линзы, оба основания которой выполнены параболической формы с разными радиусами кривизны и совпадающими точками фокуса, и скрепленной с ней гипотенузной гранью прямоугольной призмы, основания линзы выполнены с отражающим покрытием с окнами в нем для входа и выхода излучения, гипотенузная грань призмы выполнена с многослойным покрытием в ви5 де-чередующихся интерференционных диэлектрических слоев с различными показателями преломления и установлена под углом к оптической оси преобразователя.