Лазерный интерферометр Советский патент 1993 года по МПК G01B9/02 

Техническое решение относится к измерительной технике, а конкретно к оптико- физическим измерениям, и может использоваться для прецизионных измерений линейных перемещений, скорости, ускорения, вибраций, изменений показателей преломления прозрачных сред и др.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

. На чертеже приведена блок-схема интерферометра.

Она состоит из лазера 1, на пути излучения которого установлены .четвертьволновая пластинка 2 и поляризационный светоделитель 3. Измерительное плечо образовано линейной фазовой пластинкой 4 и уголковым отражателем 5, а опорное плечо - линейной фазовой пластинкой 6 и уголковым отражателем 7. На пути отраженных уголковыми отражателями 5 и 7 лучей (на выходе интерферометра) установлены два поляризатора 8 и 9.

Лазер 1 выполнен с линейным поляризатором, четвертьволновая пластинка 2 установлена так, что ее оптическая ось

00

ю

СП

ю о

00

ориентирована под углом 45° к плоскости падения светового пучка на светоделитель.

Интерферометр работает следующим образом.

Коллимированный линейно поляризованный пучок света от лазера 1, проходя через четвертьволновую пластинку 2, становится поляризованным по кругу. На поляризованном светоделителе 2 он делится на два световых луча, равных по интенсивности и имеющих ортогональные поляризации. В измерительном плече световой луч проходит линейную фазовую пластинку 4, уголковый отражатель 5 и возвращается обратно к, поляризационному светоделителю 3. При этом поляризация также преобразуется из линейной в круговую. Аналогичное происходит в опорном плече. Здесь световой луч проходит линейную фазовую пластинку 6, уголковый отражатель 7 и возвращается к поляризационному светоделителю 3. На поляризационном светоделителе каждый из возвращенных уголковыми отражателями лучей снова делится на два с одинаковыми интенсивностя- ми и пары световых пучков, имеющих одинаковую поляризацию, интерферируют. После прохождения поляризаторов 8 и 9 интерференционные поля считываются одним из известных способов.

Интенсивность излучения на выходе лазерного двухлучевого интерферометра типа Майуельсона можно представить-в виде:

{L)-li + l2+.2 Vh |2 cos(L),

где И и la -интенсивности интерферирующих первого и второго пучков, р (L)

10

2nL ... - 1- , (L) - разность хода в плечах интер ферометра;

А- длина волны излучения лазера. Следуя (3), запишем выражение для минимальной среднеквадратичной ошибки измерения разности хода L

б ( А

д

где А А

- fe - заряд электрона,

F - полоса частот, ftp k(h + Iz); K- коэффициент пропорциональности, К

1 2

к -у- 1 - отношение максимальной интенсивности интерферирующих пучков к минимальной).

Из этого выражения следует, что точность измерения фазы интерференционного сигнала зависит от контраста интерференционного сигнала К.

25

Формула изобретения

Лазерный интерферометр, содержащий лазер, последовательно установленные светоделитель излучения на измерительное и опорное плечи, каждое из которых включает линейную фазовую пластинку и уголковый отражатель и два поляризатора, установленные соответственно на выходе интерферометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен четвертьволновой пластинкой, установленной между лазером и светоделителем, выполненным поляризационным.

(

in I

Г)

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к интерференционным измерениям, и может использоваться для определения линейных перемещений, а также показателей преломления жидких и газообразных сред. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поляризованный пучок света, проходя через четверть-волновую пластинку, становится поляризованным по кругу, на поляризационном светоделителе делится на два световых луча, равных по интенсивности и имеющих ортогональные поляризации. На поляризационном светоделителе каждый из возвращенных уголковыми отражателями лучей делится на два с одинаковыми интенсивностями и пары световых пучков, имеющих одинаковую поляризацию, интерферируют. После прохождения поляризаторов интерференционные поля считываются, что позволяет обеспечить высокую точность измерения. 1 ил. 6