Интерферометр для измерения перемещений объекта Советский патент 1992 года по МПК G01B11/16 

правлениях. Интерферированный пучок разделен светоделителями на три отдельных пучка, каждый из которых направлен на соответствующий фотоприемник. Между каждым фотоприемником и светоделителем расположен поляроид, причем ось одного поляроида находится под углом 45° к осям двух других, которые ортогональны 2.

Недостатком этого интерферометра являются большие потери световой энергии - более 75% (в два раза уменьшается энергия на расщепителе света на два пучка, далее еще в два раза на поляроидах).

Целью изобретения является повышение точности и увеличение диапазона измерений за счет уменьшения потерь энергии,

Указанная цель достигается тем, что интерферометр для измерения перемещений обьекта, содержащий последовательно установленные лазер и светоделитель, делящий пучок на два, о одном из которых установлены фазовая пластина и уголковый отражатель, а в другом пучке установлены вторая фазовая пластина и уголковый отражатель, предназначенный для установки на обьекге, и установленную на одном из выходов интерферометра систему регистрации, выполненную в виде светоделителя и двух фотоприемников, ориентированных так, что их оптические оси перпендикулярны, снабжен второй системой регистрации, идентичной первой, установленной на втором выходе интерферометра, в обеих системах регистрации светодели1вли выполнены в виде поляризационных призм, установленных так, что векторы поляризации призм образуют между собой угол 45°.

На чертеже изображена принципиальная схема интерферометра для измерения перемещений объекта.

Интерферометр содержит последовательно установленные лазер 1, снабженный поляризующим элементом (не обозначен), и светоделитель 2, делящий пучок на два. В одном пучке, опорном, установлена фазовая пластина 4 и неподвижный уголковый отражатель 5 (6). В другом, измерительном - пучке, установлены фазовая пластина 3 и уголковый отражатель 5, предназначенные для установки на объекте. Фазовые пластины 3 и 4 предназначены для создания противоположно направленной круговой поляризации.

На выходах интерферометра расположены две идентичные системы регистрации, каждая из которых содержит светоделительную поляризационную призму 7 (8) и два фотоприемника 9 и 10(1 Т и 12).

Фотоприемники в каждой системе регистрации расположены ортогонально. Свето- делительные поляризационные призмы 7 и 8 установлены так, что векторы поляризации призм Si и За образуют между собой угол 45°.

Интерферометр работает следующим образом. Линейно поляризованный световой поток, выходящий из лазера 1, делится

светоделителем 2 на два пучка. Пройдя через фазовые пластины 3 и 4, главные оси которых развернуты на 90°, световые потоки с противоположно направленной круговой поляризацией отражаются от уголковых

отражателей 5, 6 и интерферируют между собой на светоделительной грани светоделителя 2. Каждый из интерференционных потоков попадает на соответствующую поляризационную призму 7, 8 системы регистрации.

За счет расположения поляризационных призм 7, 8 так, что их векторы поляризации образуют между собой угол 45°, достигается выделение четырех интерференционных потоков, векторы поляризации которых также развернуты на 45°. Фотоприемники 9, 10 и 11, 12 регистрируют эти потоки и преобразуют их в электрические сигналы, сдвинутые по фазе на л/2 между

собой, т.е. р sin , , -sin p, -cos у. Набор этих сигналов определяет направление и величину перемещения уголкового отражателя, установленного на объекте,

Формула изобретения

Интерферометр для измерения перемещений объекта, содержащий последовательно установленные лазер и светоделитель, делящий пучок на два, в одном из которых установлены фазовая пластина и уголковый отражатель, а в другом пучке - вторая фазовая пластина и уголковый отражатель, предназначенный для установки на объекте, и система регистрации,

выполненная в виде светоделителя и двух фотоприемников, ориентированных так, что их оптические оси перпендикулярны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения диапазона измерений, он снабжен второй системой регистрации, идентичной первой, оптически связанной с первой системой через светоделитель, в обеих системах регистрации светоделители выполнены в виде поляризационных призм, установленных так, что векторы поляризации призм образуют между собой угол 45°.

10

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины и скорости перемещения объектов. Целью изобретения является повышение точности, увеличение диапазона измерений, повышение их надежности за счет уменьшения потерь энергии. В каждом из интерференционных потоков располагают идентичные регистрирующие системы, состоящие соответственно из светодели- тельных поляризационных призм, развернутых друг относительно друга на 45° вокруг Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины и скорости перемещения объектов. Известен интерферометр типа Май- кельсона для измерения перемещений, содержащий лазер с поляризующим элементом на выходе, элемент для сдвига фаз, расположенный в опорном плече интерферометра, отражатель измерительного плеча в виде уголкового отражателя, поляризационный расщепитель, установленный оптической оси, так что угол между их векторами поляризации Si и $2 также составляет 45° и фотоприемников. Пройдя через фазовые пластины, главные оси которых развернуты на 90°, световые потоки с противоположно направленной круговой поляризацией отражаются от угловых отражателей и интерферируют между собой на светоделительной грани светоделителя. За счет разворота призм достигается выделение четырех интерференционных потоков, векторы поляризации которых повернуты друг относительно друга также на 45°. Фотоприемники регистрируют эти потоки и преобразуют их в электрические сигналы, сдвинутые по фазе на nil между собой. Набор этих сигналов определяет направление и величину перемещения уголкового отражателя измерительного канала. Использование изобретения позволяет путем уменьшения потерь световой энергии увеличить диапазон измерений и надежность работы системы за счет повышения помехозащищенности и снижения требований к уровню вибрации. 1 ил. на выходе интерферометра и фоторегистри- рующую систему 1 j. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является интерферометр, предназначенный для измерения перемещений, содержащий два отдельных пучка света, полученных от одного источника, один из которых отражен от подвижного зеркала, другой - от неподвижного, фотоприемники, принимающие интерферированные пучки, и средства для круговой поляризации пучков в противоположных насл С VI V Ю Ю СО