Интерференционный способ измерения длины интерферометров Советский патент 1980 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в частности при изменении длины интерферометров. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерференционный способ измерения длины интерферометров, заключающийся в том, что освещают интерферометр излучением двух реперных длин волн, измеряют дробные части порядков интерференции для этих длин волн и по совпадению измеренных дробных частей со значениями в ряду дробных частей вычисленных, исходя из предварительного-приближенного измерения интерферометра, отыскивают целое число порядков интерференции для реперных длин волн, и, следовательно, длину интерферометра Г17 Недостатком известного способа является низкая производительность измерения, вызванная необходимостью предварительного приближенного определения длины интерферометра и большой трудоемкостью процесса обработки результатов измерения. Целью изобретения является повышение производительности измерения. Поставленная,цель достигается тем, что непрерывно перестраивают длину волны излучения в диапазоне реперных длин волн, одновременно измеряют изменение порядка интерференции в диапазоне перестройки длин волн и находят целые части порядка интерференции для реперных длин волн, отбрасывая в формулах к ЛгА. , V о дробныечасти ц и -j полученных значений, а длину интерферометра определяют по формуле (V all-l.) где Л,и две реперные длины волн; и f - дробные части порядков интерференции для реперных .цлин волн; целые части порядка интерференции для реперных длин волн;

1° и дробные части порядков

интерференции полученных значений в диапазоне перстройки реперных длин волн;

N- изменение порядка интерференции в диапазоне перстройки реперных длин волн.

: На чертеже изображена принципиаль:ная схема устройства, реализующего и терференционный способ измерения длины интерферометров.

Устройство содержит последователь|НО расположенные источник 1 света, щолупрозрачное зеркало 2 коллиматор состоящий из отрицательной 3 и положительной 4 линз, объектив 5, модулятор 6, монохроматор 7, фотоумножитель 8,. счетчик 9 импульсов, полупрозрачные зеркала 10 и 11, лазеры 12 и 13, контролируемый интерферометр 14.

Интерференционный способ измерения длины интерферометров осуществляется следующим образом.

Пучок света от источника 1 света с непрерывным спектром излучения (в диапазоне длин волн Л - Л ) проходит коллиматор, состоящий из отрицательной линзы 3 и положительной линзы 4, и параллельным пучком падает на интерферометр 14. После объектива 5 сходящийся пучок света, проектирующий изображение источника 1 света на входную щель монохроматора 7, проходит монохроматор 7 и на выходе его регистрируется световой поток с помощью фотоумножителя 8 со счетчиком 9 импульсов . С целью возможности регистрации изменений светового потока с помощью фотоумножителя 8 перед щелью монохроматора 7 установлен модулятор б светового потока по амплитуде выполненный в виде диска со щелями. Кроме того, в интерферометр 14 и монохроматор 7 с помощью поворотных полупрозрачных зеркал 10, 11 и 2, направляются пучки лучей от лазеров 12 и 13, служащих эталонными источниками длин волн Л и Д.

Измерение длины интерферометра производится следующим образом.

Путем поворота маховичка мёханиче. устройства (на чертеже не показан), служащего для изменения спектрального состава излучения, направляемого на выходную щель монохроматора 7, добиваются положения, при котором на выходе монохроматора 7 наблюдается максимум интенсивности излучения, соответствующего одной из эталонных длин волн, например Т . При дальнейшем вращении маховичка с помощью счетчика (на чертеже не показан), стоящего |На выходе монохроматора 7, регистри уют число импульсов ПоJсоответствующих изменению N порядка интерференции в диапазоне перестройки реперных длин волн.Перестройку спектрального диапазона производят до положения, когда на выходе монохроматора 7 появится максимум интенсивности излучения, соответствующий второй эталонной длине волны. Так как начальное и конечное значения эталонных длин волн не обязательно соответствуют резонансам интерферометра 14, то необходимо определить дробные части Ед и порядка интерференции для реперных длин волн и ближайших к ним резонансов интерферометра. Для этого устанавливают монохроматор 14 на одну из эталонных длин волн л и в районе этого участка спектра определяют по шкале (на чертеже не показана), нанесенной на барабане монохроматора, число делений п шкалы, соответствующих расстоянию между соседними резонансами в интерферометре 14. Аналогично определяют число делений шкалы

соответствующих расстоянию

5 ДУ соседними резонансами в области участка спектра , . Дробные части €.;, и порядка интерференции наизмериЕ по шкале барабана монохроматора расстояния тд и т от максимумов интенсивности, соответствующих значениям эталонных длин волн Л д и Л 2 , до ближайших резонансов интерферометра 14. Дробные части

находят по формуле

с ГГЦ с (г

п.

П,

Число резонансов в диапазоне перест Х „ определяют ройки длин волн . и из формулы

а целые части К и К порядка интер45 Ференции для реперных длин волн находят, отбрасывая в формулах

Кче-.Х (для Л. ) и(2)

(для д )

дробные части ° и €° полученных значений.

Длину интерферометра находят по формуле

. N АЛ 7.

(3) 2(VX,)

Таким образом, изобретение поз-. 65 воляет либо непосредственно опре,делить длину интерферометра по формуле (3), либо определив целое число порядков интерференции для реперных длин волн по формуле (2) и приписав дробные части ° и f по рядков, измеренные обычн и не представляющими особых трудностей широко известными методами, определить длину интерферометра по (N.,4

Предлагаемый способ не требует

длины интерферометра, процесс измерений и Обработка результатов измерений занимает несколько минут. Себестоимость процесса измерения, таким образом, значительно снижается.

Формула изобретения

Интерференционный способ измерения длины интерферометров, заключающийся в том, что освещают ин -еоФерометр излучением двух реперных длин волн и измеряют дробные части порядков интерференции для этих длин волн, отличаю щи и с я тем, что, с целью повышения производительности измерения, непрерывно .

в ™ ° в диапазоне реперных длин волн,

одновременно измеряют изменение порядка интерференции в диапазоне перестройки длин волн и находят целые

748125

части порядка интерференции для реперных длин волн, отбрасывая в лах

.1Л±

K,+ -Аг

дробные части ° и ° полученных значений, а длину интерферометра определяют по форму ле

()T(V,)

15

где Лди ,1- две реперные длины волн; i и а - дробные части порядков

интерференции для репер20ных длин волн;

и целые части порядка интерференции для реперо Q ных длин волн; 1 дробные части порядков интерференции, получен5

ных значений в диапазоне перестройки реперных длин волн;

N - изменение порядка интер0Ференции в диапазоне перестройки реперных длин волн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коло мийцева Ю.В. Интерферометз ры.Ш., Машиностроение, 1976, с. 155-156 (прототип).

V

Vt

п

«о