185592. lajstromszámú szabadalom • Berendezés alakváltozás mérésére
1 185592 2 A 2 lézer sugárnyalábja az elektrooptikai 3 frekvenciamodulátorra jut, amely azt modulálja. A 3 frekvenciamodulátor kimenetén negyedhullámhosszú üzem esetében két sugárzási komponens jön létre, amelyek ortogonális polarizációs iránya ellenkező értelmű, míg frekvenciája eltérő. A 10 kollimátor kiszélesíti a 3 frekvenciamodulátorból kapott fénysugarat a szükséges átmérőre. A 13 polarizációs osztó a két sugárzási összetevő a 15 és 16 fénynyalábra osztja, amelyek polarizációja ortogonális és ellentétes értelmű, míg frekvenciája különböző. A 19 félhullámú lemez a polarizáció irányát a 16 fénynyalábban 90°-kal változtatja meg. Az 5 és 6 fénynyalábokat a 20 és 21 tükrök irányítják a 7 keresztezési tartományba, ahol interferenciaképet alkotnak a megvilágítás erősségétől függő térbeli és frekvenciamodulációval (folyamatos elhajlási kép). Az 5 és 6 fénynyalábokat jellemző E5 és E6 elek- 10 tromos terek az xOy koordinátarendszerben a következő alakban fejezhetők ki: E3 = E0 exp| - i Lt—-j~y 2 n / <p (p cut--------( x cos— +y sin— A V 2 2 )]}■ (1) E6 = E0 exp| -i£(cu —Í2)t— -?y ^x cos-y -y sin-y^j j, ahol Eo — a fénysugár elektromos terének feszültségamplitudója, wy X — a lézer által kibocsátott fénysugár frekvenciája és hullámhossza, Q — a három frekvenciamodulátor által biztosított frekvenciaeltolás nagysága, míg tp — az 5 és 6 fénynyalábok által bezárt szög. Az 5 és 6 fénynyalábok elhajlása során a 7 keresztezési tartományban a fény a 28 első és 29 második jelölésről visszavert I intenzitása azonos: képletek írják le. A (4) képlettel összhangban változó villamos jelek fázisának AQX különbsége a vizsgált tárgy alakváltozása következtében alakul ki és értéke nyilvánvalóan a 4^ = yy(y2-yi) = yylu 30 képlettel fejezhető ki, míg alakváltozás után: (2) 1 = Ej +E6 2=2E^r 1 +cos(í2t + -^-y sin — ) L A 2 J Ha az y-tengely irányában a jelölésrendszerben alkalmazott jelölések méretei sokkal nagyobbak, mint egy interferenciacsik A szélessége a 7 keresztezési tartományban, amely- • 9 2 sin— 2 képlettel fejezhető ki, a 28 első és a 29 második jelölésről visszavert fény intenzitására az I, ~ 1 + cos(í2t + yy y,), (3) 50 Ij ~ 1 + cos(í2t + yy y2), A<Pi = yy 0|,2 + ^1i,2), ahol 112 — a 28 első és a 29 második távolsága egymástól alakváltozás előtt, míg dl, 2 — az ll 2 hosszúságú felületi szakasz alakváltozása következtében kialakult abszolút megnyúlás. A (4) képlettel leírt jelek között /U,,2 fáziskülönbség az alakváltozás következtében A<pli2=A<P2-A&i = yydl1>2, (5) amit elektronikus fázismérővel mérni lehet. Ha radiánokban kifejezve AXlf2 akkor a fázisciklusok számlálásához megfelelő számlálót kell beiktatni. Az (5) képletből megállapítható, hogy a felület vizsgált szakaszát jellemző £ relatív alakváltozás képletek érvényesek, ahol y, és y2 a 28 első és 29 második jelölés megfelelő koordinátája. A 28 első és a 29 második jelölésről a 22 első és a 23 második fotodetektorra szórt fényt a 26 objektív gyűjti össze. Ezek a fotodetektorok a (3) képlettel kifejezett fényáramot megfelelő villamos jelekké alakítják át, amelyek változását minőségileg az i, ~ cos(í2t + yyy,), (4) i2~cos(ßt+ yyy2), 55 411,,2 _ A(pl2 £----------------------j—. (6) 1,2 2/r h.2 ahol A és I, , az előzőeknek megfelelő értelmű jelölések. 60 A találmány szerinti berendezés emi„ felbontóképességét a következő módon lehet értékelni. Legyen 1, 2 = 10 mm, A =0,001 mm (He-Ne-lézer esetében, ahol À =0,63 pm, ezért a <p szög értéke 65 kb. 40°), így a 9 elektronikus fázismérő <5<p felbontóképessége 0,1°, azaz 1,7.10 3 radián körül van. Ennek megfelelően 5
