Интерферометр для измерения перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемешений и физических величин, связанных с изменениями длины оптического пути. Цель изобретения - упрощение интерферометра и повышение точности измерений. Одночастотный лазер генерирует линейно поляризованное излучение, которое через последовательно расположенные по ходу луча лазера телескопическую систему, светоделитель, два уголковых отражателя, один из которых размещен в измерительном плече, а другой - в опорном плече, четвертволновую пластину, расположенную в измерительном плече, и два поляризатора поступает в фотоэлектрическую систему обработки квадратурных интерференционных сигналов, образующихся в результате того, что поляризаторы установлены так, что их главные оси пропускания взаимно перпендикулярны и составляют угол 45 1 к направлению поляризации излучения лазера. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений и физических величин, связанных с изменениями длины оптического пути.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерферометр для измерения перемещений объекта, содержащий последовательно установленные одночастотный лазер, телескопическую систему, светоделитель и два уголковых отражателя, один из которых предназначен для связи с объектом, а другой расположен в опорном плече интерферометра, четвертьволновую пластину, размещенную между первым отражателем и светоделителем, последовательно установленные по ходу излучения два поляризатора, оптически связанных со светоделителем, и фотоэлектрическую систему обработки квадратурных интерференционных сигналов.

Недостаток интерферометра - сложность его и невысокая точность измерения.

Цель изобретения - упрощение интерферометра и повышение точности измерений.

Это достигается тем, что в интерферометре для измерения перемещений один поляризатор ориентирован относительно другого так, что их главные оси пропускания взаимно перпендикулярны и каждая из них образует угол 451^о к направлению поляризации излучения лазера.

На чертеже представлена схема интерферометра.

Интерферометр для измерения перемещений содержит одночастотный линейно поляризованный лазер 1 и последовательно расположенные по ходу луча лазера 1 телескопическую систему 2, светоделитель 3 и уголковый отражатель 4, размещенный в опорном плече, объединенные в оптический моноблок, четвертьволновую пластину 5 и уголковый отражатель 6, размещенные в измерительном плече, поляризаторы 7 и 8 и фотоэлектрическую систему обработки 9.

Поляризаторы 7 и 8 ориентированы так, что их главные оси пропускания взаимно перпендикулярны и составляют угол в 45+-1о к направлению поляризации излучения лазера 1. Они необходимы, чтобы получить на выходе два квадратурных интерференционных сигнала, которые регистрируются и обрабатываются фотоэлектрическим блоком 9.

Интерферометр для измерения перемещений работает следующим образом.

Излучение от одночастотного линейно поляризованного лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и разделяется светоделителем 3 на два пучка примерно равной интенсивности, один из которых распространяется по опорному плечу, а другой - по измерительному. Пучок в опорном плече отражается от уголкового отражателя 4 и возвращается на светоделитель 3 (светоделитель 3 и уголковый отражатель 4 представляют собой оптический моноблок). Пучок в измерительном плече проходит через четвертьволновую пластину 5, преобразующую линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное и, отразившись от уголкового отражателя 6, рекомбинирует с пучком опорного плеча. Светоделитель 3 делит рекомбинированные пучки на два канала.

Для интенсивностей на выходе системы получена разность фаз 90^о, что приводит к получению квадратурных интерференционных сигналов. Таким образом, данное взаимное расположение главных осей пропускания поляризаторов 7 и 8 позволяет уменьшить число оптических элементов и, следовательно, повысить точность измерений и снизить потери света. Исключение четвертьволновой пластины из опорного плеча также позволяет выполнить светоделитель 3 и уголковый отражатель 4 в виде оптического моноблока, что эффективно уменьшает дрейф нуля интерферометра во время процесса измерения. Все это также упрощает конструкцию интерферометра.

Формула изобретения

ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий последовательно установленные одночастотный лазер, телескопическую систему, светоделитель и два уголковых отражателя, один из которых предназначен для связи с объектом, а другой расположен в опорном плече интерферометра, четвертьволновую пластину, размещенную между первым отражателем и светоделителем, и последовательно установленные по ходу излучения два поляризатора, оптически связанные со светоделителем, и фотоэлектрическую систему обработки квадратурных интерференциальных сигналов, отличающийся тем, что, с целью упрощения интерферометра и повышения точности измерений, поляризаторы ориентированы так относительно друг друга, что их главные оси пропускания взаимно перепендикулярны и каждая из них образует угол в (45 1)^o к направлениям поляризации излучения лазера.

РИСУНКИ

Рисунок 1