[go: up one dir, main page]

SU1435935A1 - Method of measuring geometric dimensions of reflecting objects - Google Patents

Method of measuring geometric dimensions of reflecting objects Download PDF

Info

Publication number
SU1435935A1
SU1435935A1 SU864150355A SU4150355A SU1435935A1 SU 1435935 A1 SU1435935 A1 SU 1435935A1 SU 864150355 A SU864150355 A SU 864150355A SU 4150355 A SU4150355 A SU 4150355A SU 1435935 A1 SU1435935 A1 SU 1435935A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
beams
light
size
change
illuminated
Prior art date
Application number
SU864150355A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Васильев
Владимир Викторович Хопов
Original Assignee
Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики filed Critical Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority to SU864150355A priority Critical patent/SU1435935A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1435935A1 publication Critical patent/SU1435935A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  геометрических параметров отражающих объектов . Цель изобретени  - обеспечение возможности измерени  геометрических размеров объектов, перемещающихс  в направлении, параллельном освещающему пучку света. Раздел ют излучение от лазера 1 на два пучка, первый из которых направл ют на поверхность объекта 14, а второй - на поверхность объекта 14 параллельно первому j измен ют разность их оптических путей в интервале, определ емом усD лови ми В„„ где D D S, D,, 6 h -& , - верхн   и нижн   мече АЛИН границы интервала соответственно; S - длина когерентности излучени  света; И - максимальна  величина изменени  размера объекта между его точками, освещаемыми двум  пучками света; h - минимальна  величина изменени  размера объекта между его точками, освещаемыми двум  пучками света. Регистрируют интерференционную картину, измер ют ее контраст. В момент максимального контраста интерференционной картины регистрируют величину разности оптических путей пучков, по которой и суд т об искомом размере объекта. 1 ил. Q (ЛThe invention relates to a measurement technique and can be used to determine the geometrical parameters of reflective objects. The purpose of the invention is to make it possible to measure the geometric dimensions of objects moving in a direction parallel to the illuminating beam of light. The radiation from laser 1 is divided into two beams, the first of which is directed to the surface of the object 14, and the second to the surface of the object 14 parallel to the first j is changed by the difference of their optical paths in the interval determined by the value of the catch in where D ,, 6 h - & , - upper and lower sword ALIN interval boundaries, respectively; S is the coherence length of light emission; And - the maximum amount of change in the size of an object between its points, illuminated by two beams of light; h is the minimum change in the size of an object between its points illuminated by two beams of light. The interference pattern is recorded, its contrast is measured. At the moment of maximum contrast of the interference pattern, the difference in the optical paths of the beams is recorded, according to which the required object size is judged. 1 il. Q (L

Description

00 СП00 SP

со со СПwith with joint venture

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  геометрических параметров отражающих объектов путем использовани  принципов интерферометрии пониженной чувствительности.The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the geometrical parameters of reflective objects by using the principles of interferometry of reduced sensitivity.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности измерени  геометрических размеров объектов, переме- щающихс  в направлении, параллельном освещающему пучку света, за счет нечувствительности к смещени м объекта , достигаемой выбором опорной точки на поверхности объекта и сравнением изменени  формы поверхности на интервале, равном рассто нию межу освещающими пучками с оптической азностью пути этих пучков.The aim of the invention is to make it possible to measure the geometric dimensions of objects moving in a direction parallel to the illuminating light beam, due to insensitivity to object displacements, achieved by selecting a reference point on the object's surface and comparing the change in surface shape over an interval equal to beams with optical azanity of the path of these beams.

На чертеже изображена принципиальа  схема устройства дл  реализаций пособа определени  геометрических азмеров отражающих объектов.The drawing shows a schematic diagram of a device for realizing a tool for determining geometric dimensions of reflecting objects.

Устройство содержит последоваельно расположенные полупроводниовый лазер 1, светоделителъную платину 2, компенсаторы 3 и 4 оптического пути, электромеханический привод 5, св занный с компенсатором 3 соединенный с датчиком 6 угол - код, интерферометр сдвига, выполненный в виде телескопического объектива , состо щего из линз 7 и 8 и дифракционной рещетки 9, установленной между линзами в месте сопр жени  их фокусных рассто ний. Телескопический объект ориентирован своей осью симметрично нормали, опущенной в точку пересечени  осей плеч светоделитель- ной пластины 2 с плоскостью установки объекта, и его входное окно обращено к этой плоскости, перед дифракционной рещеткой 9 на оси интерферометра сдвига установлена диафрагма 10, за линзой 8 в плоскости, оптически сопр женной с плоскостью установки объекта, помещен фотоприемник 11, выход которого соединен с блоком 12 измерени  контраста интерференционных полос, выход которого подключен к установочному входу запоминающего устройства 13, информационные входы которого соединены с выходом датчика 6.The device contains a series-arranged semiconductor laser 1, a beam-splitting platinum 2, compensators 3 and 4 optical paths, an electromechanical actuator 5 connected to the compensator 3 and connected to the sensor 6 angle-code, shear interferometer made in the form of a telescopic lens consisting of lenses 7 and 8 and a diffraction grating 9 installed between the lenses at the junction of their focal lengths. The telescopic object is oriented with its axis symmetrically to the normal, lowered to the point of intersection of the axes of the arms of the beam splitter plate 2 with the plane of installation of the object, and its input window is facing this plane, before the diffraction grating 9 on the axis of the shear interferometer there is an aperture 10, behind the lens 8 in the plane optically coupled to the installation plane of the object, a photodetector 11 is placed, the output of which is connected to the block 12 measuring the contrast of the interference fringes, the output of which is connected to the installation input of huge capacity apparatus 13 having an information input connected to the output of the sensor 6.

Способ осуществл етс  с помощью данного устройства следующим образом.The method is carried out using this device as follows.

Светоделительна  пластина 2 раздел ет излучение лазера 1 на два па-, раллельных пучка и направл ет их наThe beam splitting plate 2 divides the radiation of the laser 1 into two parallel-parallel beams and directs them to

объект 14. Компенсатор 3 непрерывно измен ет разность оптического пути этих пучков. Пучки света,отраженные от объекта 14, совмещаютс  при помощи интерферометра сдвига, состо щего из линз 7 и 8 и дифракционной рещетки 9. Диафрагма 10 служит дл  увеличени  среднего размера элементов спекл - структуры света, отраженного от диффузионного объекта 14, поскольку фаза каждого спекла  вл етс  случайной величиной, входное окно фотоприемника 11 должно быть меньше его среднего размера. Толщины пластинок компенсатора 3 и настройка компенсатора 4 подбираютс  таким образом, чтобы выполн лись услови object 14. Compensator 3 continuously changes the optical path difference of these beams. The light beams reflected from object 14 are combined using a shear interferometer consisting of lenses 7 and 8 and a diffraction grating 9. Aperture 10 serves to increase the average size of speckle elements — the structure of light reflected from a diffusion object 14, since the phase of each speckle is random value, the input window of the photodetector 11 must be less than its average size. The thicknesses of the plates of the compensator 3 and the adjustment of the compensator 4 are selected in such a way that the conditions

DD

wokcwokc

минmin

2: 2Н + 8 6 2h - &.2: 2H + 8 6 2h - &.

5five

00

5five

гдеWhere

моче АЛИЧurine ALIC

D,D,

S Н и hS H and h

верхн   и нижн   границы интервала соответственно; длина когерентности излучени ; соответственно максимальна  и минимальна  величины изменени  размеров объекта между его точка- rvm, освещаемыми двум  пучками света.the upper and lower limits of the interval, respectively; radiation coherence length; Respectively, the maximum and minimum values of the change in the size of an object between its point-rvm, illuminated by two beams of light.

Поскольку разность оптического пути в плечах интерферометра сдвига непрерывно измен етс , в момент по влени  контрастных полос в поле интерферен- ции с выхода фотоприемника 11 на вход блока 12 измерени  контраста интерференционных полос поступает синусоидальный сигнал с переменной амплитудой . При достижении амплитуды сигнала максимальной величины блок 12 измерени  контраста интерференционных полос вьщает управл ющее напр жение на запоминающее устройство 13, которое фиксирует информацию с датчика 16 угол - код. Эта информаци  характеризует задержку, которую вводит в плечо интерферометра компенсатор 3. посредством привода 5 в момент максимума контраста полос. Таким образом , зна  толщины пластинки 2, компенсатора А и геометрию оптической схемы, можно измерить изменение форм поверхности объекта на интервале, равном рассто нию между освещающими пучками света. Искомый параметр пропорционален величине оптического пути компенсатора 3, где коэффициент пропорциональности есть величина, обратна  косинусу угла между нормалью , опущенной в плоскость установки объекта, и направлением распространени  освещающих исследуемую поверхность пучков,Since the difference in the optical path in the arms of the shear interferometer continuously changes, at the time of the appearance of contrast bands in the interference field from the output of the photodetector 11, a sinusoidal signal with a variable amplitude enters the input of the block 12 for measuring the contrast of the interference bands. When the amplitude of the signal reaches its maximum value, the block 12 measuring the contrast of the interference fringes imposes a control voltage on the memory 13, which captures the information from the sensor 16 angle-code. This information characterizes the delay that the compensator 3 enters into the interferometer arm by means of the drive 5 at the moment of maximum band contrast. Thus, by knowing the thickness of plate 2, compensator A, and the geometry of the optical circuit, one can measure the change in the shapes of the object's surface over an interval equal to the distance between the illuminating beams of light. The parameter sought is proportional to the magnitude of the optical path of the compensator 3, where the proportionality factor is the reciprocal of the cosine of the angle between the normal, lowered into the plane of installation of the object, and the direction of propagation of the beams illuminating the test surface,

Claims (1)

Формулаизобретени Invention Formula Способ определени  геометрических размеров отражающих объектов, заключающийс  в том, что раздел ют излучение света на два пучка, первый из которьк направл ют на поверхность объекта, совмещают пучок света, отраженный от поверхности объекта, с вторым пучком, регистрируют интерференционную картину, измер ют ее максимальный Контраст и определ ют геометрические размеры объекта, о т- личающийс  тем, что , с целью обеспечени  возможности измерени геометрических размеров объектов, перемещающихс  в направлении, парап- лельном первому пучку света, второйThe method of determining the geometrical dimensions of the reflecting objects, which consists in dividing the light emission into two beams, the first of which is directed to the object surface, combines the light beam reflected from the object surface with the second beam, records the interference pattern, measures its maximum Contrast and determine the geometrical dimensions of the object, about the fact that, in order to ensure the possibility of measuring the geometrical dimensions of objects moving in the direction paraplelny to the first beam veto, the second пучок направл ют на поверхность объекта параллельно первому,измен ют разность их оптических путей в интервале , определ емом услови миthe beam is directed to the surface of the object parallel to the first one; they change the difference of their optical paths in the interval determined by the conditions Омакс 2Н+8)Omax 2H + 8) +, +, где Dwhere d МО КС МИИMO COP MII верхн   и нижн   границы интервала соответственно;: о - длина когерентности излучени  света;the upper and lower limits of the interval, respectively ;: o is the coherence length of the light emitted; Н - максимальна  величина изменени  размера объекта ме сду его точки- ми, освещаемыми двум  пучками света;H is the maximum amount of change in the size of an object between its points, illuminated by two beams of light; h - минимальна  величина изменени  размера объекта между его точками , освещаемыми двум  пучками света,h is the minimum change in the size of an object between its points, illuminated by two beams of light, а в момент максимального контраста интерференционной картины- регистрируют величину разности оптических путей пучков, по которой суд т об искомом размере объекта.and at the moment of the maximum contrast of the interference pattern, the difference in the optical paths of the beams is recorded, according to which the object size is determined.
SU864150355A 1986-11-24 1986-11-24 Method of measuring geometric dimensions of reflecting objects SU1435935A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864150355A SU1435935A1 (en) 1986-11-24 1986-11-24 Method of measuring geometric dimensions of reflecting objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864150355A SU1435935A1 (en) 1986-11-24 1986-11-24 Method of measuring geometric dimensions of reflecting objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1435935A1 true SU1435935A1 (en) 1988-11-07

Family

ID=21268719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864150355A SU1435935A1 (en) 1986-11-24 1986-11-24 Method of measuring geometric dimensions of reflecting objects

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1435935A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 4387994, кл. G 01 В 11/24, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4436424A (en) Interferometer using transverse deviation of test beam
JPH10325874A (en) Speed measuring method based on laser doppler principle
NL8005258A (en) INTERFEROMETER.
US5011287A (en) Interferometer object position measuring system and device
SU1435935A1 (en) Method of measuring geometric dimensions of reflecting objects
JP3842301B2 (en) Interference measurement device
KR100332035B1 (en) distance measuring apparatus and method using double pass of homodyne laser
JPH0238808A (en) Photosensor
JPH05500853A (en) Method and apparatus for determining glass tube wall thickness
JPS61155902A (en) Interference measuring apparatus
RU216568U1 (en) Mobile laser interferometer
SU1518663A1 (en) Interferometer for measuring transverse displacements
RU1770739C (en) Device for measuring angular displacements of objects
SU1165880A1 (en) Device for measuring displacements
JPH03243804A (en) How to measure the shape of an aspheric surface
SU1534298A1 (en) Device for measuring displacement of object
SU1118852A1 (en) Interferometer for measuring linear displacements
SU921305A1 (en) Distance measuring interferometer
SU1397719A1 (en) Interferometric method of measuring linear displacements of objects
SU1288498A1 (en) Interferometer
SU1416865A1 (en) Device for monitoring small angular displacements
SU1569532A1 (en) Apparatus for measuring roughness
SU1620823A1 (en) Arrangement for measuring vibration
SU1299319A1 (en) Device for measuring absolute value of free fall acceleration
SU1753261A1 (en) Method to measure right angle of bp-180 @@@ prisms