интерферометр для измерения перемещений

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.

Описание изобретения к патенту

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.