SU1404810A1

SU1404810A1 - Unequal-arm laser interferometer

Info

Publication number: SU1404810A1
Application number: SU853909486A
Authority: SU
Inventors: Василий Вильгельмович Гербрандт; Андрей Анатольевич Жолудев; Анатолий Васильевич Лукин
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4671
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1988-06-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при контроле и испытани х оптических изделий. Цель изобретени - повышение точности измерений в услови х вибраций за счет повышени контраста интерференционной картины . Сферическа волна после амплитудного делени на светоделителе образует объектную и опорную ветви, пучки которых, отразившись от образцового и контролируемого зеркал соответственно, соедин ютс в светоделителе и образуют интерференционную картину, котора фотографируетс . После амплитудного делени на втором светоделителе пучки формируют интерференционную картину в плоскости диафрагмы и фоторегистратора. Сигнал с фотоприемника через усилитель поступает в блок определени контраста интерференционных полос и далее в формирователь управл юшего импульса на привод фотозатвора. 2 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used in the control and testing of optical products. The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurements under vibration conditions by increasing the contrast of the interference pattern. The spherical wave, after amplitude division on the beam splitter, forms the objective and support branches, the beams of which, having reflected from the model and controlled mirrors, respectively, are combined in the beam splitter and form an interference pattern, which is photographed. After the amplitude division on the second beam splitter, the beams form an interference pattern in the plane of the diaphragm and photo recorder. The signal from the photodetector goes through the amplifier to the block for determining the contrast of the interference fringes and then to the driver of the control pulse to the photo gate drive. 2 Il.

Description

0000

Изобретение относитс к измерительной гехнике и может быть иснользовано при контроле и иснытани х оптических изделий, гакже фи исследован.и х неоднородностей .: прозрачных средах преимущественно в ус- юви х вибраций.The invention relates to a measuring machine and can be used in the control and testing of optical products, as well as research and heterogeneity: transparent media, mainly in the assortment of vibrations.

Целью изобретени вл етс повышение ючности измерений в услови х вибраций за счет повышени контраста интерференцион- lioii картины.The aim of the invention is to increase the accuracy of measurements in the conditions of vibrations by increasing the contrast of the interference pattern.

На фис. I показана принципиальна схема неравноплечего интерферометра; на i|)ni-. 2 - блок-схема электрической части иптерферометра.On fis. I shows a schematic diagram of a non-equilateral interferometer; on i |) ni-. 2 is a block diagram of the electrical part of the ipterometer.

Интерферометр содержит последовательно установленные лазерный источник 1 непрерывного излучени , микрообъектив 2, светоделитель 3 и образцовое сферическое зеркало 4, расположенное в опорной ветви. Контролируемое сферическое зеркало 5 расположено в объектной ветви. Далее интерферометр содержит объектив 6 и второй све- тоделитель 7, направл ющий часть света на регулируемую диафрагму 8 фотоприемник 9, преобразующий световой сигнал в электрический , усилитель 10 посто нного тока, блок 11 .определени контраста интерферен- ционных полос, формирователь 12 управл ющего импульса, привод 13 спуска фотозатвора 14, фоторегистратор 15.The interferometer contains a sequentially mounted laser source 1 of continuous radiation, a micro-lens 2, a beam splitter 3, and an exemplary spherical mirror 4 located in the reference branch. Controlled spherical mirror 5 is located in the object branch. Next, the interferometer contains a lens 6 and a second light divider 7, which directs part of the light to the adjustable diaphragm 8 photodetector 9, converts the light signal into an electrical one, DC amplifier 10, block 11. Determining the contrast of interference fringes, driver 12 , the drive 13 of the shutter release of the photogate 14, the photographic recorder 15.

Блок 11 определени контраста интерференционных нолос включает в нем электрически соединенные интегратор 16, сум- матор 17, второй интегратор 18, второй сумматор 19, блок 20 вычитани сигналов, третий сумматор 21 и блок 22 делени сигналов. Интерферометр работает следующим образом .Interference interference detection unit 11 includes electrically connected integrator 16, adder 17, second integrator 18, second adder 19, signal subtraction unit 20, third adder 21 and signal dividing unit 22. The interferometer works as follows.

Излучение лазера 1 проходит через микрообъектив 2 и преобразуетс им в сферическую волну. Сферическа волна, претерпев амплитудное деление в светоделительном кубике 3, поступает в опорную и объектную ветви. Отраженные от образцового сфери- ческого зеркала 4 в опорной ветви и от контролируемого сферического зеркала 5 в объектной ветви интерферометра пучки соедин ютс в светоделительном кубике 3 и интерферируют. Интерференционна кар- тина фотографируетс с помощью объектива 6, сопр гающего зеркало 5 с плоскостью регистрации.The radiation from laser 1 passes through micro-lens 2 and is converted by it into a spherical wave. Having undergone amplitude division in the beam-splitting cube 3, the spherical wave enters the reference and object branches. Reflected from the model spherical mirror 4 in the reference branch and from the controlled spherical mirror 5 in the object branch of the interferometer, the beams are connected in a beam-splitting cube 3 and interfere. The interference pattern is photographed using a lens 6 that mates mirror 5 to the registration plane.

Пройд объектив 6 и испытав амплитудное деление на светоделителе 7, пучки формируют четкую интерференционную карти- ну в плоскост х диафрагмы 8 и держател фотоматериала. Диаметр регулируемой диафрагмы 8 выбираетс не более ширины интерференционной полосы. Снимаемый с фотоприемника 9 электрический сигнал подаетс на усилитель 10 посто нного тока, от- куда он поступает в блок 11 определени контраста интерференционных полос. Далее сигнал, пропорциональный значению контHaving passed lens 6 and having experienced amplitude division at the beam splitter 7, the beams form a clear interference pattern in the planes of the diaphragm 8 and the holder of the photographic material. The diameter of the adjustable diaphragm 8 is chosen to be no more than the width of the interference fringe. The electrical signal removed from the photodetector 9 is fed to the amplifier 10 of the direct current, from where it enters the block 11 for determining the contrast of the interference fringes. Further, the signal is proportional to the value of

0 0

0 с 0 s

0 5 0 5

5five

раста полос, попадает в формирователь 12 управл ющего импульса, который, в случае превыщени вычисленного значени контраста над заранее заданным, выдает управл ющий импульс на привод спуска фотозатвора 14. Происходит экспонирование фотоматериала . Оптическа часть предлагаемого интерферометра может быть выполнена как по схеме интерферометра с совмещенными, так и раздельными ветв ми.The bandwidth enters the shaper 12 of the control pulse, which, if the calculated contrast value exceeds the predetermined value, gives out a control pulse to the actuator of the photo shutter 14. The photographic material is exposed. The optical part of the proposed interferometer can be made according to the scheme of an interferometer with combined and separate branches.

Электрическа часть предлагаемого интерферометра работает следующим образом.The electrical part of the proposed interferometer works as follows.

Фотоприемник 9 совместно с усилителем 10 посто нного тока (фиг. 2) преобразуют входной оптический сигнал в соответствующий ему электрический положительный сигнал , который одновременно поступает на интегратор 16 и сумматор 17 (фиг. 2). В сумматоре 17 производитс сложение сигнала с посто нным отрицательным напр жением, амплитуда которого больше максимальной амплитуды сигнала. В блоке интегратора 18 происходит выделение отрицательного сигнала , пропорционального 1н«н Этот сигнал суммируетс с посто нным положительным напр жением в сумматоре 19, в результате чего на его выходе получаетс положительный сигнал, пропорциональный IHUH- же врем сигнал поступает на интегратор 16, где преобразуетс в сигнал, пропорциональный . В блоке 20 производитс вычитание сигнала, приход щего от сумматора 19, из сигнала от интегратора 16. Таким образом , на выходе блока 20 формируетс сигнал , пропорциональный 1кахс -IMUH . В ТО же врем в блоке сумматора 21 происходит сложение этих сигналов, т.е. образуетс сигнал, пропорциональный 1ма.хс +1т4н Дзлее в блоке 22 делени производитс операци делени сигнала от блока 20 на сигнал от сумматора 21, таким образом сигнал на выходе блока 22 пропорционален значению контраста полос.The photodetector 9 together with the amplifier 10 DC (Fig. 2) convert the input optical signal into the corresponding electric positive signal, which simultaneously goes to the integrator 16 and the adder 17 (Fig. 2). In the adder 17, the signal is added with a constant negative voltage, the amplitude of which is greater than the maximum amplitude of the signal. In the integrator unit 18, a negative signal proportional to 1n н n is produced. This signal is summed with a constant positive voltage in the adder 19, as a result of which a positive signal is obtained at its output, which is proportional to the IHUH time. The signal goes to the integrator 16, where it is converted to proportional signal. In block 20, the signal from the integrator 16 is subtracted from adder 19. Thus, at the output of block 20, a signal is generated that is proportional to 1 kAh -IMUH. At the same time, the addition of these signals occurs in the block of the adder 21, i.e. a signal is generated that is proportional to 1ma.hs + 1t4n dzlee in dividing unit 22 and dividing the signal from block 20 by the signal from adder 21, thus the signal at the output of block 22 is proportional to the contrast value of the bands.

В формирователе 12 происходит сравнение этого сигнала с заранее заданным (оператором ) значением контраста полос (уровень напр жени К). В случае равенства или превышени сигнала над этим заданным значением контраста полос, или превышени сигнала над этим заданным значением контраста полос на выходе формировател 12 по вл етс активный уровень сигнала, который приводит в действие привод 13 спуска фотозатвора 14 (фиг. 1).In the driver 12, this signal is compared with a predetermined (by the operator) contrast value of the bands (voltage level K). In case of equal or exceeding the signal above this specified value of the contrast of the bands, or if the signal exceeds this specified value of the contrast of the bands at the output of the driver 12, an active signal level appears that drives the actuator 13 of the photo shutter 14 (Fig. 1).

Таким образом, экспонирование фотоматериала происходит только при достижении интерференционной картиной высокого контраста . В противном случае экспонировани не происходит. Это приводит к тому, что вместо серии снимков достаточно сделать один.Thus, the exposure of the photographic material occurs only when the interference pattern reaches a high contrast. Otherwise, no exposure takes place. This leads to the fact that instead of a series of shots, it is enough to take one.

Формула изобретени Invention Formula

Неравноплечий лазерный интерферометр, содержащий последовательно установленные источник излучени , микрообъектив, первый светоделитель и последовательно установленные в обратном ходе излучени от светоделител объектив, фотозатвор и фоторегистратор , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений в услови х вибраций, оно снабжено вторым светоделителем , установленным между объективом и фотозатвором, диафрагмой, размещенной в ходе излучени , отраженного от BTCJpo- го светоделител , и последовательно элскт рически соединенными оптически св занным с Диафрагмой фото 1риемником, усилителем посто нного тока, блоком определени контраста интерференционных полос и формирователем управл ющих импульсов, электрически соединенным с фотозатвором через привод его спуска.An unequal shoulder laser interferometer containing a successively installed radiation source, a micro lens, a first beam splitter and a lens sequentially installed in the reverse direction of the radiation from the beam splitter, a photo shutter and a photo recorder, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy in terms of vibrations, it is equipped between the lens and photo shutter, the diaphragm placed during the radiation reflected from the BTCJpo beam splitter, and successively electrically connected Optically coupled with the Aperture, a photo receiver, a DC amplifier, a block for determining the contrast of interference fringes, and a driver for controlling pulses, electrically connected to the photo gate through a drive for its descent.

/5 ;у/ 5; y

Составитель В. КлимоваCompiled by V. Klimov

Редактор Г. ВолковаТехред И. ВересКорректор А. ОбручарEditor G. VolkovaTehred I. VeresKorrektor A. Obruchar

Заказ 3088/41Тираж 680ПодписноеOrder 3088/41 Circulation 680 Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийVNIIPI USSR State Committee for Inventions and Discoveries

П3035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, y,i. Проектна , 4P3035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Production and printing company, Uzhgorod, y, i. Project, 4

Фиг. 2FIG. 2

Claims

Claim

A non-equal laser interferometer containing a sequentially installed radiation source, a micro lens, a first beam splitter and a lens, a photo shutter and a photo recorder sequentially installed in the reverse direction of radiation from the beam splitter, characterized in that, with 5 purposes of increasing the measurement accuracy under vibration conditions, it is equipped with a second beam splitter, installed between the lens and the shutter, a diaphragm placed in the course of radiation reflected from the second beam splitter, and sequentially electrically connected nnym optically connected with the diaphragm photodetector DC amplifier detecting unit contrast of the interference fringes and the control pulses generator electrically connected to the shutter drive through its descent.

Figure 1

FIG. 2