Двухлучевой интерферометр Советский патент 1991 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений и деформаций, в частности в экспериментальных каналах исследовательских ядерных реакторов и трубопроводах различного назначения.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых перемещений и повышение помехозащищенности за счет стабилизации направления хода лучей в оптической системе интерферометра.

На чертеже приведена опти ескак ма двулучевого интерферометра.

Интерферометр содержит лазер 1, све- тоделигельный блок, выполненный, например, в виде светоделительной плягтины 2 и плоского зеркала 3, два фотоприемника 4. 5 для реверсивного счета числа переместившихся интерференционных полос и двух центрированных отражателей с совмещенными оптическими осями. Каждый из отражателей представляет собой механически жесткое соединение двух зеркал с внешним отражением лучей: один из них включает в

сл

КЗ 00

о

себя вогнутое параболическое зеркало б кольцевой формы и центральное выпуклое сферическое зеркало 7, расположенное в фокусе Fni зеркала 6, другой - вогнутое параболическое зеркало 8 круглой формы и вогнутое эллиптическое зеркало 9 с дгумя анаберрационными точками, расположен ное так, что ближний к его поверхности кус Рэ совпадает с фокусом зеркала 8, а дальний фокус Рэ зеркала 9 лежит на поверхности параболического зеркала 8. Зеркала б и 8 расположены на одном уровне, для чего зеркало 6 выполнено с отверстием в центре, диаметр которого не менее диаметра зеркала 8. Отверстие в центре эллиптического зеркала 9, диаметр которого не менее диаметра зеркала 7, обеспечивает взаимное осевое перемещение отражателей и прохождение лучей к зеркалу

Интерферометр работает следующим образом.

Пучок лучей от лазера 1 дели кг ю ам .литуде светоделитель ной плас. иьой 2 на опорный и измерительный пучки I и II. Пучо; I с помощью зеркала 3 направляется на па раболическое зеркало 6 кольцевой формы после отражения от которого собирается р фокусе Fni, расположенном на поверхности сферического зеркала 7. После отражения от зеркала 7 пучок опять направляет- я на зеркало б и далее образует отраженный пучок I1 , параллельный падающему пучку Пучок II после отражения от зеркала 8 соби рается в его фокусе РП2, который является одновременно и одним из фокусов эляип w- ческого зеркала 9. Лучи, выходя щие из o/i ного фокуса эллиптического зеркало 9 FT после отражения собираются в другом его фокусе Рэ1, находящемся на поверхности параболического зеркала 8. Дальнейшим симметричный ход лучей приводит к формированию отраженного пучка II , параллельного падающему. Ход пучков в отражателях показан на чертеже Отраженные пучки I и II совмещаются светоделительной пластиной 2 и рекомбинируют между собой. Световой поток от интерференционной картины разделяется на две части по амплитуде светоделительной пластиной 2 и регистрируется фотоприемниками 4, 5,При осевом перемещении одного из отражателей изменяется

разность оптических длин пути пучков, что приводит к смещению интерференционных полос, которое регистрируется традиционным способом.

Формула изобретения

Двулучевой интерферометр, содержащий источник монохроматического света, светоделительный блок, формирующий параллельные опорный и измерительный ка- налы, вогнутые параболические зеркала кольцевой и круглой формы, оба параболических зеркала установлены в одном поперечном сечении по одному в опорном и измерительном канале так, что их оптиче- ские оси совпадают, выпуклое сферическое зеркало, жестко связанное с параболическим зеркалом кольцевой формы и установленное в его фокусе с возможностью перемещения вдоль оси, и два фотоприем- ника, установленных на выходе интерферо- мет ра, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений и повышения помехозащищенности, он снабжен отражателем кольцевой формы с отражающей поверхностью, ана- беррационной для двух точек, жестко связанным с параболическим зеркалом круглой формы и установленным соосно с ним так, что одна из анаберрэционных точек совпадает с фокусом параболического зеркала круглой формы, а другая - с его поверхностью

Г

L

/

&

.- I

- ч-Ч

ч чхi V

4ki r VT У ,:

i }

/, )

ftf

ь i I

if i Г

LJbi

P