190712. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és lézerinterferométer megadott útszakaszon optikai úthossz mérésére
1 190 712 A 11 polarizációs elem polarizációs fényelosztóként lehet kialakítva, pl. Glansch féle prizma vagy Wollaston féle prizma, amely az interferált fénynyalábot két lineáris, egymásra merőleges a és ß' polarizációjú nyalábra megjelenő ip fázisérték el nem éri az előre meghatározott <P* fázisértéket és az u eltérési jel eltűnik. A 18 fázisösszehasonlító egység által előállított eltérésijei u = 0 hatására a 12 számlálóegység az útszakasz optikai úthosszának a 16 mérőadó által felvett Aő értékét levonja az ismert b* értékből, amely előre meghatározott <p* fázisértéknek felel meg. Az útszakasz optikai úthosszát megváltoztató 15 berendezés hermetikusan zárt, ismert hoszszúságú, ismert gázzal feltöltött és a két 1, 2 visszaverő elem közé elrendezett 15’ cellával, valamint a gáznyomás ismert hőmérsékleténél való változtatására 15” kompreszszorral lehet kialakítva. A 16 mérőadó az optikai úthossz változtatására 16' gáznyomás adó is lehet (9. ábra). A 15 berendezés, továbbá a két 1,2 visszaverő elem között elrendezve ismert anyagú és ismert hosszúságú 15111 cellával és 15IV fűtőelemmel lehet kialakítva. Ebben az esetben a 16 mérőadó (T hőmérséklet számára) a 16" hőmérsékletadó (10. ábra). A 17 fázisértékeket megadó egység és a 18 fázisösszehasonlító egység önálló digitális vagy analóg elektronikus berendezésekként lehetnek kialakítva, ahogy a 8. ábra mutatja. Ezeknek funkcióit a 12 számlálóegység közvetlenül is elvégezheti, ahol a 12 számlálóegység számítógép. Ilyen jellegű interferométert a 11. ábra mutat. Az ismertetett interferométer az 1, 2 visszaverő elemek közötti útszakasz előre meghatározott optikai úthosszának állandó tartására alkalmazható. Amennyiben az előre meghatározott útszakasz optikai úthosszának mérésére nemlineáris (4) egyenlettel jellemezhető interferométert alkalmazunk, ebben az esetben az egymástól mért ő értékekre vonatkozó mérési pontosság különböző. A (7) egyenlet linearitásának biztosítására a találmány szerinti lézerinterferométer 19 polarizátorral van ellátva, amely az 1, 2 visszaverő elemek között a 3 kettőstörőlemez mögött van elrendezve. A lézerinterferométer ezen kiviteli alakjának eredményes működésére az 5 elkülönítő berendezésnek a kiinduló fénynyaláb előállításakor cirkuláris polarizációjú fénynyalábokat kell leválasztania, amelyeknek az elektromos térvektora ellentétes forgásirányú. Az első interferáló nyaláb az 1 visszaverő elemen történő visszaverődéskor képződik. A fény előre meghatározott szakaszon való áthaladásánál az 1 visszaverő elemtől a 2 visszaverő elemig a kiinduló nyaláb fény komponenseinek cirkuláris polarizációja lineáris, egymásra merőleges polarizációra alakul át és a 19 polarizátor elnyomja az egyik komponenst. A másik komponens az 1 visszaverő elemre kerül vissza, miután a lineáris polarizációja a 3 kettőstörőlemezben átalakítást tapasztalt. Ezen komponens egy része áthalad az 1 visszaverő elemen és második interferáló nyalábot alakít. A második komponens maradék része az 1 visszaverő elemtől a 2 visszaverő elemig való második áthaladásakor elnyomódik. A visszaverődött első és második nyaláb keveredik és kétsugaras interferencia keletkezik. Az interferált fény intenzitás lebegése <p fázisának az útszakasz b optikai úthosszától való függőségét a (7) egyenlet határozza meg. Az útszakaszt meghatározó és az interferáló nyalábokat előállító 1, 2 visszaverő elemek a legegyszerűbb esetben — ahogy a fentiekben ismertettük (4,6, 8. ábra) — a kiinduló S’ fénynyaláb OZ optikai tengelyén egymástól meghatározott távolságban és egymással szemben vannak elhelyezve. A fény többszörös visszaverődésével az 1, 2 visszaverődő elemek tükörfelületei között képződnek az interferáló nyalábok. Az interferométer legjobb jellemzőit ebben az esetben akkor érhetjük el, ha a 3 kettőstörőlemez X/4 lemez. Előnyös, ha az 1, 2 visszaverő elemek részlegesen áteresztő tükörfelületek, amelyek síkfelület alakúak vagy bonyolult alakkal rendelkeznek. Az 1,2 viszszaverő elemek 1’, ill. 2’ rácsot képezhetnek, amely olymódon van elrendezve, hogy az említett rács egyik elhajlási rendjének fénynyaláb tengelye azzal a tengellyel esik egybe, amelyen a visszaverő elemek vannak elrendezve. A kiinduló S’ fénynyaláb az 1’ és 2’ rácson keresztül olymódon vezethető, mint ahogy a tükörfelületek esetében (4,, 6. ábra) vagy az 1 rács felé elhajlási szögben vezethető (13.A ábra), A 8 fotoregisztráló készülék a fénynyaláb tengelyén — mint a tükörfelületek esetében (4., 6. ábra) — vagy a 2’ rács által elhajlított nyaláb tengelyén (13.B ábra) van elrendezve. Ebben az esetben az interferométer működése azonos a fentiekben ismertetettével. Az 1, 2 és 2” visszaverő elemek, amelyek száma legalább három, abban a zárt törtvonal sarkaiban lehetnek elrendezve, amely az előre meghatározott útszakaszt (14. ábra) képezi. A kiinduló fénynyaláb a részlegesen áteresztő 1 visszaverő elemen áthalad és továbbá többször végighalad a zárt törtvonalon ugyanabban az irányban, olymódon, hogy sorban visszaverődik a 2, 2’ és 1 visszaverő elemekről. Minden egyes áthaladásnál a fény kiegészítő fényhullám fáziseltolódást szeved, amely egyenlő a zárt törtvonal ő optikai úthosszával, azonkívül a fény polarizációját a 3 kettőstörőlemez alakítja át. Minden egyes áthaladásnál az 1 visszaverő elem által leválasztódik egy nyalábrész, kilép a zárt szakaszból és a soronkövetkező interferáló nyalábot képezi. A 8 fotoregisztráló készülék a zárt szakaszból kilépő interferáló nyalábok tengelyén van elrendezve. Az interferométer legjobb jellemzőit ebben az esetben akkor érhetjük el, ha a 3 kettőstörőlemez X/4 lemez. Az útszakasz ilyen kivitelezésénél az 1, ill. 2 visszaverő elemként alkalmazott 1’ vagy 2’ rács olymódon van elrendezve, hogy az egyik elhajlási rendben, pl. az elsőben, visszaverődött fénynyaláb a megadott útszakaszon belül a fénynyaláb irányába nézve a következő, harmadik 2' visszaverő elemre (15. ábra) kerül. Az alábbiakban ismertetjük annak az interferométernek működését, amely vázlatát a 15. ábra mutatja. Az első 1 visszaverő elemként részlegesen áteresztő 1’ rácsot alkamazunk. Az 1’ ráccsal szemben a második visszaverő elem 2’ rácsként van elrendezve. A harmadik 2” visszaverő elemként tükörfelület szolgálhat. A kiinduló S’ fénynyaláb az áteresztő 1’ rácson áthalad és ezután elhajlított nyalábok sorozatára osztjuk szét. A nullás rendszámú nyaláb áthalad a 2’ rácshoz, ahol ismét 2 5 lü 1b 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 13
