Способ измерения линейных перемещений

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет подавления флуктуаций разностной частоты и увеличение диапазона измерений за счет обеспечения работоспособности при многомодовой генерации. Способ заключается в выделении межмодовых разностных частот двух резонаторов, длина одного из которых модулируется контролируемым перемещением, выделении разности частот основных мод двух резонаторов, задержки сигнала с частотой, равной разности частот основных мод резонаторов, и модуляции добротности выделенными частотами. При этом происходит взаимное захватывание мод в синхронный режим третьего порядка, что позволяет измерять перемещение в режиме многомодовой генерации с одновременным подавлением флуктуаций разностных частот. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. Цель изобретения - повышение точности за счет подавления флуктуаций разностной частоты и увеличение динамического диапазона измерений за счет обеспечения работоспособности при многомодовой генерации. На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ. Устройство состоит из оптически связанных зеркала 1, предназначенного для механической связи с контролируемым объектом, полупрозрачного зеркала 2, полупроводникового активного элемента 3, выходного зеркала 4 и фотоприемника 5, последовательно соединенных детектора 6, вход которого подключен к выходу фотоприемника 5, широкополосного усилителя 7, линии 8 задержки и амплитудного модулятора 9, выход которого подключен к первому входу элемента 3, амплитудного модулятора 10, включенного между выходом линии 8 и вторым входом элемента 3, широкополосного усилителя 11, включенного между выходом фотоприемника 5 и вторым входом модулятора 9, узкополосного усилителя 12, включенного между выходом фотоприемника 5 и вторым входом модулятора 10, и цифрового частотомера 13, вход которого подключен к выходу усилителя 7. Способ осуществляется следующим образом. В двухрезонаторной лазеpной системе, образованной зеркалами 1, 2 4 и элементом 3, возбуждаются две группы продольных типов колебаний с межмодовыми интервалами ₁ = С/2L₁ и ₂ = C/2L₂, где С - скорость света, L₁, L₂ - длины первого, и второго резонаторов соответственно. На фотоприемнике 5 выделяются сигналы на межмодовых частотах. Сигнал с частотой ₁ поступает на второй вход модулятора 9 через усилитель 11, полоса которого ограничена сверху, < ₂. Сигнал с частотой ₂ , не зависящей от измеряемого перемещения, поступает на второй вход модулятора 10 через узкополосный усилитель 12. На выходе детектора 6 выделяется сигнал с частотой = ₂ -₁, зависящий от измеряемого перемещения, который усиливается усилителем 7, задерживается линией 8 задержки и подается на первые входы модуляторов 9 и 10, в которых данный сигнал модулирует сигналы с частотами ₁ и ₂ соответственно. Модулированные сигналы подаются на активный элемент 3, модулируя уровень накачки. При этом происходит взаимное захватывание мод в синхронный режим третьего порядка. Задержка сигнала с частотой на время обеспечивает подавление флуктуаций с характерными временами _фл < . (56) Застрогин Ю. Р. Прецизионные измерения параметров движения с использованием лазера. - М. : Машиностроение, 1986, с. 272.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, заключающийся в том, что возбуждают генерацию продольных мод лазерного излучения в двух оптически связанных резонаторах пропорционально преобразуют линейное перемещение в изменение частот мод одного из резонаторов, преобразуют мощность лазерного излучения в электрический сигнал, измеряют частоты электрического сигнала и определяют перемещение по измеренной частоте, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения динамического диапазона измерений, из диэлектрического сигнала выделяют первый и второй сигналы с частотами межмодовых биений первого и второго резонаторов соответственно и третий сигнал с частотой, равной разности межмодовых частот первого и второго резонаторов, задерживают третий сигнал, модулируют по амплитуде первый и второй сигналы третьим сигналом, модулируют модулированными сигналами добротность резонаторов, а перемещение определяют по изменению частоты третьего сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---