Интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности Советский патент 1991 года по МПК G01B9/02 

77777/ //////////7/7/77///////

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений отклонений от прямолинейности.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет повышения соотношения сигнал - шум на выходе фотоприемника.

На чертеже представлена функциональная схема интерферометра.

Интерферометр содержит источник 1 монохроматического излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника 1 акустооптический модулятор 2, объектив 3, установленный так,.что его передняя фокальная плоскость находится вблизи акустооптического модулятора 2, блок 4 отражателей, выполненный в виде триппель-призм 5 и 6, и последовательно установленных по ходу пучка лучей источника 1 излучения, фотоприемник 7, оптически связанный через блок 4 отражателей с объективом 3.

Вершина триппель-призмы 6 смещена на расстояние I относительно оси, параллельной оптической оси интерферометра и проходящей через вершину триппель-призмы 5, выходная боковая грань триппель- призмы 5 выполнена полупрозрачной. Блок 4 отражателей скрепляют с кареткой (не показана).

Интерферометр работает следующим образом.

Пучки лучей источника 1 монохроматического излучения проходят через акустооптический модулятор 2, где дифрагируют на бегущей ультразвуковой волне. В результате дифракции поле акустооптического модулятора 2 пучки лучей, распространяющиеся под разными углами по отношению к оптической оси интерферометра) В дальнейшем будем рассматривать только два пучка лучей, соответствующие дифракционным, порядкам Е(0) и Е(-1), соответствующие нулевому и первому порядку дифракции. Частотные спектры пучков лучей Е(0) и Е(-1) отличаются друг от друга на частоту воз- буждения f ультразвуковой волны, а угол расхождения пучков лучей равен углу дифракции 0. Пройдя через объектив 3, пучки лучей Е(0) и Е(-1) станут параллельными, отстающими друг от друга на расстояние d, при этом . Пучок лучей Е(0) отражается от боковых граней триппель-призмы 5, пучок лучей Е(-1) отражается от боковых граней триппель-призмы 6, проходит через полупрозрачную боковую грань триппель- призмы 5 и совместно с пучком лучей Е(0) попадает на фоюприемник 7, на выходе которого имеется электрический сигнал И, частота которого равна разности частот взаимодействующих пучков лучей Е(0) и Е(-1). При движении каретки с блоком отражателей по измеряемой поверхности (не показа- на) в случае непрямолинейности измеряемой поверхности блок отражателей совершает наклоны, что приводит к изменению длины оптического хода лучей Е(0) и

Е(-1). Изменение разности хода пучков лучей Е(0) и Е(-1) приводит к изменению фазы электрического сигнала И, которое пропорционально непрямолинейности измеряемой поверхности.

Расположения акустооптического модулятора 2 на выходе источника 1 монохроматического излучения позволяет выполнять акустооптическому модулятору 2 две функции - формирование когерентных частотносмещенных пучков лучей и пространственное разделение пучков лучей (совместно с объективом 3).

Таким образом, в предложенном техническом решении интенсивность пучков лучей на фотоприемнике 7 только в два раза меньше интенсивности пучков лучей Е(0) и Е(-Т), что по крайней мере в два раза больше по сравнению с известными интерферометрами. Это приводит к повышению соотношения сигнал - шум на выходе фотоприемника 7, а следовательно, и к повышению точности контроля.

35

Формула изобретения

Интерферометр для измерения отклонений от прямолинейности, содержащий источник монохроматического излучения и последовательно установленные по ходу

пучка лучей источника блок отражателей и фотоприемник, а также акустооптический модулятор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен объективом, установленным между источником излучения и блоком отражателей, акустический модулятор установлен между объективом и источником излучения вблизи передней фокальной плоскости объектива, блок отражателей, выполнен в виде

двух триппель-призм, последовательно установленных по ходу пучка лучей источника излучения, вершина второй по ходу пучка лучей триппель-призмы смещена на заданное расстояние относительно оси, параллельной оптической оси интерферометра и проходящей через вершину первой триппель-призмы, а выходная боковая грань первой триппель-призмы выполнена полупрозрачной.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения отклонений от прямолинейности. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет повышения соотношения сигнал - шум на выходе фотоприемника. Пучки лучей источника 1 монохроматического излучения проходят через акустооптический модулятор 2, где дифрагируют на бегущей ультразвуковой волне. Пройдя через объектив 3, пучки лучей Е(0) и Е(1), соответствующие нулевому и первому порядкам дифракции, станут параллельными друг другу и отстоящими друг от друга на расстояние d. Пучок лучей Е(0) отражается от боковых граней триппель-призмы 5, пучок лучей Е(-1) отражается от боковых граней триппель-призмы 6, проходит через полупрозрачную боковую грань триппель- призмы 5 и совместно с пучком лучей Е(0) попадает на фотоприемник 7, на выходе которого имеется электрический сигнал U. частота которого равна разности частот взаимодействующих пучков лучей Е(0) и Е (-1). Изменение разности хода пучков лучей Е(0) и Е(1) вследствие непрямолинейности измеряемой поверхности приводит к изменению фазы электрического сигнала U. 1 ил. (Л С