Способ корректировки оптической разности хода интерферометра

 

Изобретение относится к области интерференционных измерений виброперемещений . Целью изобретения является распшрение динамического диапазона корректировки и повьппение точности измерения при расширении диапазона измеряемых амплитуд виброперемещений за счет использования вьщеления четкой гармоники сигнала для корректировки, которую осуществляют путем перемещения зеркала опорного плеча интерферометра на величину, пропорциональную амплитуде четкой гармоники, в направлении, определяемом ее фазой, а измерение по первой гармонике ведут при равенстве четкой гармоники нулю. 1 ил. с

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (51) 4 0 01 В 21 00

K -»1:)» "-* е) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l3 ИЕОтщ !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (?1) 3430330/24-28 (22) 26.04.82 (46) 23,04.86. Бюл. У 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы (72) В.Я.Бараш, Г.С.Пресняков, А.Л.Резников и Г.В,Федотова (53) 531.7(088.8) (56) Приборы и техника эксперимента, 1975, 9 6, с. 211-. 2!3. (54) СПОСОБ КОРРЕКТИРОВКИ ОПТИЧЕСКОЙ

РАЗНОСТИ ХОДА ИНТЕРФЕРОИЕТРА (57).Изобретение относится к области интерференционных измерений виброперемещений. Целью изобретения является расширение динамического диапазона корректировки и повышение точности измерения при расширении диапазона измеряемых амплитуд виброперемещений за счет использования выделения четкой гармоники сигнала для корректировки, которую осуществляют путем перемещения зеркала опорного плеча интерферометра на величину, пропорциональную амплитуде четкой гармоники, в направлении, определяемом ее фазой, а измерение по первой гармонике ведут при равенстве четкой гармоники нулю, 1 ил.!

22б059

Изобретение относится к области интерференционных измерений виброперемещений и может быть использовано при создании эталонов и образцовых средств в области виброметрии и измерения геометрических параметров поверхности.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона корректироВки и повьппение точности измерения при расширении диапазона измеряемых амплитуд виброперемещений.

На чертеже дан пример выполнения структурной схемы устройства корректировки, реализующего предлагаемый способ °

Устройство состоит из источника 1. оптическогО излучения интерферометра, содержащего расщепитель 2 пучка, референтный отражатель 3 на пьеэокерамике 4 и подвижный отражатель 5, фотодетектора 6, ус.тановленного на выходе интерферометра узкополосного электрического фильтра 7, настроенного на частоту модулирующего сигнала, соединенных последовательно узкополосного электрического фильтра 8, настроенного на удвоенную частоту модулирующего сигнала, фазочастотного детектора 9, интегратора

10, выход которого подсоединен к пьезокерамике 4 интерферометра.

Устройство работает следующим образом.

Излучение источника 1 излучения с помощью расщепителя 2 пучка делят на, два пучка и направляют на референтный 3 и подвижный 5 отражатели. Отраженные референтное и сигнальное излучения после пространственного совмещения интерферируют. Выходной сигнал фотодетектора б пропорционален усредненной интенсивности интерференционного поля и при гармоническом колебании подвижного отражателя

5 имеет вид с1. соя(1с6 +21 8 яз .п И, ), (1) где с и Й вЂ” постоянные фотодетектора б;

27

k=- — — волновое число;

6, — начальная оптическая разность хода;

Я(t)=S, sinD,t — закон колебания подвижного отражателя 5 (= час

Разложив ()) получают г

i =c d1ñîs 1 6 (3 и — амплитуда и тота колебания), в ряд Фурье-Бесселя, (S)-2 з (g) сол2 ) y)

П=1 э "к8 2g J „,(g) g, jy - )Q 1 ()

Л=1

r*e S =gkg

Первая гармоника сигнала (2), выделяемая узкополосным электричесf5 ким фильтром 7, является информативным сигналом.1, (Я) з1п1- .(3, -2с вin 1.6, Как следует из (3,, максимальная чувствительность при данном . имеет 1 место при разности хода 8 равной

8,(8 =6.), при которой sin k 6,.=+! либо sin k8 =-1, Любые отклонения о о от о, приводят к уменьшению чувствительности схемы, увеличению погреш-. ности измерения и к появлению в выходном сигнале фотодетектора б (сигнал 1) четнь|х гармоник (сигнал 2).

Для поддержания чувствительности схемы на максимальном уровне используют выделение четной гармоники сигкала (2), например, второй„ с помо35 щью узкополосного фильтра 8, выходной сигнал которого является корректировочным.

i = 2Й sos К3 . "(Я) соз 2Qt, (4) корр

4О Сравнение (3) и (4) показывает, что отклонение разности хода о от начальной разности хода 6,, полученной при настройке схемы (sin k 3, = либо з1п 1 6 =-1 » приводит к появлению корректировочного сигнала (4), г знак фазы которого определяется направлением изменения оптической разности хода (в сторону увеличения или уменьшения 8 ). Постоянное напряжение фа50 зочувствительного детектора 9, пропорциональное амплитуде корректировочного сигнала (4) с учетом знака фазы сигналы (4), через интегратор

10 подают на пьезокерамику « рефе55 рентного отражателя 3 и тем самым корректируют положение последнего до достижения им положения, когда о

=Ю, т е. sin k 6, =+! либо sin k о. =

3 1226059 4

=-1„ à cos 3. 6, =О, при котором исчезает вторая гармоника (i =0). !

kopp

Формула изобретения

Составитель Е.Глазкова

Редактор E.Ïàïï Техред И.Попович Корректор А.Ференц

Заказ 2111/29 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Пр::." ьодственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ корректировки оптической разности хода интерферометра, заключающийся в том, что вьщеляют из информационного сигнала составляющую, используемую для автоподстройки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона корректировки и повышения точности измерения при расширении диапазона измеряемых амплитуд виброперемещений, в качестве составляющей используют четкую гармойику, а автоподстройку осуществляют путем перемещения зеркала опорного плеча интерферометра на величину, пропорцно10 нальную амплитуде четной гармоники, в направлении, определяемом ее фазой.