[其他]高靈敏度長度測量干涉儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86202036
• 申請日: 1986-04-12
• 公開（公告）號: CN86202036U
• 公開（公告）日: 1987-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳振華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京光學(xué)儀器廠
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G01B11/02
• 代理公司: 北京儀器儀表專利事務(wù)所
• 代理人: 王樹政

本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的G·W·stroke干涉儀，適用于長度、微小位移量的測量。

現(xiàn)有的G·W·stroke干涉儀是由平面反射鏡（5，7）、錐體棱鏡（2）、分光鏡（4）組成。G·W·stroke干涉儀的條紋格值滿足（Ⅰ）式：

ε＝ (λ)/2 · 1/(1－cosθ) （Ⅰ）

由（Ⅰ）式可知，選擇適當(dāng)?shù)摩戎担m可實(shí)現(xiàn)條紋值有理化，但條紋格值大于 (λ)/2 。因此為了提高干涉儀測量的靈敏度，須輔之以電子倍頻裝置。這不僅使儀器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，穩(wěn)定性下降，而且對光信號的要求非常嚴(yán)格，給儀器的裝調(diào)和使用造成不便。

本發(fā)明的任務(wù)是要提供一種新型的干涉儀，它是通過光學(xué)倍增的方法來實(shí)現(xiàn)高靈敏度測量，而無須求助于電子倍頻裝置，從而克服了采用電子倍頻裝置的儀器存在的缺點(diǎn)。

本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的：

在沿被測工作臺運(yùn)動方向（10）的光路中，增加了錐體棱鏡（6）和平面反射鏡（8），使沿被測工作臺運(yùn)動方向（10）入射的光束（8）往返次數(shù)為4，則本干涉儀的條紋格值滿足（Ⅱ）式：

ε＝ (λ)/2 · 1/(1－cosθ)

由（Ⅱ）式可見，選擇適當(dāng)?shù)摩戎担纯蓪?shí)現(xiàn)測量數(shù)值的有理化，又可使條紋格值小于 (λ)/2 ，從而滿足高靈敏度的要求。

本儀器結(jié)構(gòu)簡單，只需在G·W·stroke干涉儀基礎(chǔ)上增加一塊錐體棱鏡（6）和一塊平面反射鏡（8）。

以下結(jié)合附圖對發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

附圖是本發(fā)明的示意圖。

在激光光路中，裝有分光鏡（4），使來自激光器的光束（11）分為光束（8）和光束（9）。在分光鏡后面，是被測工作臺（1），被測工作臺（1）可在光束（8）方向上前后移動。在被測工作臺（1）上，安裝有錐體棱鏡（2）和反射鏡（7）。來自分光鏡（4）的光束（8）入射到錐體棱鏡（2），在錐體棱鏡（2）內(nèi)部經(jīng)2個(gè)90°反射，從錐體棱鏡（2）射出，在此光束的前方裝有錐體棱鏡（6），當(dāng)此光束射到錐體棱鏡（6）后，在錐體棱鏡（6）內(nèi)部經(jīng)2個(gè)90°反射，又返回錐體棱鏡（2），在錐體棱鏡（2）內(nèi)部兩經(jīng)2個(gè)90°反射，從錐體棱鏡（2）射出，在此光束前方，裝有平面反射鏡（8），來自錐體棱鏡（2）的光束到達(dá)平面反射鏡（8）后，經(jīng)反射，按原路返回分光鏡（4）。

在分光鏡（4）的側(cè)面裝有平面反射鏡（5），將來自分光鏡（4）的光束（9）反射到安裝在被測工作臺（1）上的反射鏡（7），經(jīng)反射鏡（7）反射后按原路返回分光鏡（4）。在此外，兩束光束產(chǎn)生干涉，干涉條紋格值即為Ⅱ式所示。

為滿足不同測量精度的要求，本儀器的棱鏡（6）的個(gè)數(shù)可以改變。改變后干涉條紋滿足Ⅲ式：

ε＝ (λ)/2 · 1/(F－cosθ) （Ⅲ）

式中F為光束（8）沿被測工作臺運(yùn)動方向（10）往返的次數(shù)（圖1中的F＝4）。

例如：λ＝0.63281976μ，要求ε＝ 1/10000 mm

則F＝4，θ＝33.29020573°

又例：λ＝0.63281976μ，要求ε＝ 1/7200 mm

則F＝3，θ＝43.79266228°

典型的micholson干涉儀及變型，以及W·R·Horsfield干涉儀、G·W·stroke干涉儀均可看成本干涉儀的特殊：

當(dāng)（Ⅲ）式中的F＝1；θ＝90°時(shí)，本干涉儀即為典型的michelson干涉儀，此時(shí)ε＝ (λ)/2 ；

當(dāng)（Ⅲ）式中的F＝K；θ＝90°時(shí)，本干涉儀即為變型的miohelson干涉儀，此時(shí)ε＝ (λ)/(2K) ；

當(dāng)（Ⅲ）式中的F＝0；θ≠0≠90°時(shí)，本干涉儀即為W·R·Horsfield干涉儀，此時(shí)ε＝ (λ)/2 · 1/(cosθ)

當(dāng)（Ⅲ）式中的F＝1；θ≠0≠90°時(shí)，本干涉儀成為G·W·stroke干涉儀。