190712. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és lézerinterferométer megadott útszakaszon optikai úthossz mérésére
1 190 712 2 szétosztódik egy sor nyalábra. Az első elhajlási rendszámú nyaláb a 2’ rácstól a harmadik 2” visszaverő elemre jut, ahol visszaverődik és 1’ rácsra — 1 rendszám szögébe esik. Az 1’ rácson a fény nyaláb ismét elhajlított nyalábok sorozatára oszlik szét, amelynek egy része a megadott útszakaszból az 1’ rácson kilép és másik része viszszaverődik. A —1 rendszámú, az 1’ rácson visszaverődött nyaláb az eredeti 0 rendszámú nyaláb útján halad végig és útját többször ismétli. A 3 kettőstörőlemez X/2 lemezt képez, ha csak azonos elhajlási rendszámú nyalábok haladnak át, vagy olyan lemezt képez, amely a fényhullámok között két hasznosítható elhajlási rendszámban való — pl. nullás és —1 rendszám — fáziseltolódás különbséggel rendelkezik, amelynek értéke X/4 abban az esetben, ha a 3 kettőstörőlemez a rácsok egyikének közelében van elrendezve. Az előre meghatározott szakaszból az 1’ rácson kilépő fény minden elhajlított nyalábján többsugaras interferencia keletkezik, amelyet a találmány szerinti eljárás elmélete ismertet, ezért a 8 fotoregisztráló készülék a többsugaras interferenciakép számára egy tetszőleges vagy több elhajlított nyaláb útjában lehet elrendezve. Az előre meghatározott szakasz ilyen jellegű kialakítása akkor alkalmazható, ha az optikai úthosszát görbevonalú szakaszon kell mérni vagy ha a fénynyalábot az előre meghatározott szakaszon csak egy irányba lehet átengedni. Az 1’ és 2’ rácsként hologramok alkalmazhatók. A legtöbb feladatban, amelyet az interferométer segítségével oldanak meg, szükség van arra, hogy az előre meghatározott szakaszon átengedett fény hullámfrontjának alakját vagy alakváltozását megmérjük, azaz az előre meghatározott szakasz optikai úthosszát azoknak a sugaraknak az irányába kell mérni, amelyek az interferáló nyalábok keresztmetszetének adott pontjain q = (x,y) haladnak át. Ezt a feladatot a találmány szerinti Iézerinterferométerrel oldjuk meg, amihez a lézerinterferométert a kiinduló S’ fénynyaláb feltágítására a visszaverő elemek (16. ábra) elé elrendezett 20 optikai rendszerrel látjuk el. Ebben az esetben a 8 fotoregisztráló készülékben lehetőséget kell biztosítani az interferált fény intenzitásának átalakítására az interferáló nyaláb keresztmetszetének több pontjában. Erre a célra a 9 fotoregisztráló készülék az interferenciakép letapogtására 21 letapogató berendezéssel van ellátva (16. ábra). A 21 letapogató berendezés a fotoelektromos átalakító az interferenciakép pontjaiba való eltolására mechanikai egységet, elektrooptikai vagy akusztooptikai deflektort, napképfelbontót stb. alakíthat. Figyelembe kell venni, hogy az elektromos jel fázisának mérésére mint összehasonlító jel a 7 vezérlőgenerátor jele szerepel. A kiinduló S’ fénynyaláb fénykomponenseinek leválasztására szolgáló 5 elkülönítő berendezés, valamint az egyik komponens fázisát megváltoztató 6 eltoló berendezés mérési hibát vihetnek a fázis méréseredményébe. A hiba rendszeres összetevőit a kezdeti hitelesítésnél kiküszöbölhetjük, de az interferenciakép letapogatásánál fellépő véletlen faziszavarok az útszakasz optikai úthosszának mérendő eloszlásában torzításokhoz vezetnek. A torzítások kiküszöbölésére a lézerinterferométert optikai 22 fényelosztó elemmel látjuk el, amely a 8 fotoregisztráló készülék elé van elrendezve és amely az interferált fény egy részének 23 kiegészítő fotoregisztráló készülékhez való leválasztására szolgál. A 22 fényosztó elem 24 kiegészítő fotoelektromos átalakítóval és 25 kiegészítő fázismérő egységgel van kialakítva (17. ábra) A 24 kiegészítő fotoelektromos átalakító jelét mint összehasonlító jelet használhatjuk a fázismérésben, amelyet a 10 fázismérő egység végez. A fázistorzításokat olymódon küszöbölhetjük ki, hogy a 23 kiegészítő fotoregisztráló készülék fázismérési eredményeit levonjuk a 8 fotoregisztráló készülék fázismérési eredményeiből a 12 számláló egység segítségével, ha a nevezett fázisok mérésénél mint összehasonlító jel ugyanaz a jel szerepel a 10 fázismérő egység és a 25 kiegészítő fázismérő egység számára, pl. a 7 vezérlőgenerátor jele. A 9 fotoelektromos átalakító, valamint a 24 kiegészítő fotoelektromos átalakító egyetlen négyzetes 9’ ill. 24" fotodetektor lehet (pl. fotosokszorozó vagy fotodióda), amely az interferált fénynek az interferenciakép pontjaiban való átalakítását a letapogatás szerint sorban végzi. A 9 fotoelektromos átalakító és a 24 kiegészítő fotoelektromos átalakító 26, ill. 26' mátrix alakjában lehet elrendezve, amelyek több 9' ill. 24’ fotodetektort tartalmaznak, ahol az összes fotodetektor kimenete 27 átkapcsolón keresztül a 10 fázismérő egységre, ill. 25 kiegészítő fázismérő egységre van vezetve. Az interferenciakép letapogatásában a fentieken kívül a fotoregisztráló készülék 27 átkapcsolója is részt vesz az egyes 9’ fotodetektorok kimeneti jeleinek átkapcsolásával (18. ábra). Ilyen jellegű lézerinterferométer az útszakasz optikai úthosszának statikus állapotában, ill. állandó változásakor való mérésére alkalmas. Ahhoz, hogy az útszakasz optikai úthosszát nem állandó változása esetében tudjuk mérni, a 26 mátrix minden egyes 9’ fotodetektorának kimenete külön 10’ főfázismérő egységekre van csatlakoztatva (19. ábra) és a kiegészítő 26’ mátrix minden egyes 24’ fotodetektorának kimenete külön 25’ kiegészítő fázismérő egységre van csatlakoztatva (20. ábra). 28 többcsatornás — fázismérőrendszer egyidejűleg az interferenciakép több pontjának megfelelő jelfázisokat mér. A fázisértékek regisztrálása egyidejűleg külső szinkronizáló jelre történhet, amely szinkronizáló jelet időadó, 12 számlálóegység vagy más forrás adja. A fázisértékeket bevisszük a 12 számlálóegységbe és ezen értékek mutatják az útszakasz optikai úthosszának az interferáló nyalábok keresztmetszetbeli pillanatnyi eloszlását. A 10, 10’, 25 és 25’ egységek által végzett fázismérések a 7 vezérlőgenerátor jeléhez viszonyítva történnek. Ehhez a nevezett egységek összehasonlítójel bemenetei a 7 vezérlőgenerátor kimenetével vannak összekötve. Azonkívül célszerű 8 fotoregisztráló készülék néhány 9’ fotodetektorának jelfázisát a 23 kiegészítő fotoregisztráló készülék 26’ mátrixában foglalt 24’ fotodetektorainak egy vagy több jeléhez viszonyítva megmérni. Erre a célra a 23 kiegészítő fotoregisztráló készülék legalább egy 24’ fotodetektorát a 8 fotoregisztráló készülék legalább egy 10’ főfázismérő egységére kell csatlakoztatni. Ilyen jellegű interferométer legjobb kiviteli alakját a 20. ábra ismerteti. Ha az interferométer legalább egy, a szakasz optikai úthosszát megváltoztató 15 berendezést, az optikai úthossz változtatására egy 16 mérőadót, egy 17 fázisértékeket megadó egységet tartalmaz (8. ábra), amelyek legalább egy fotodetektorral vannak összekötve, ebben az esetben, az interferenciakép legalább egy pontban állandónak tartható, amely pont az említett fotodetektor vonatkozó helyzetének felel meg. Nagy átmérőjű interferáló nyalábok keresztmetszetében történő optikai úthossz eloszlásának mérésénél nagy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 14
