Фазометр оптичного діапазону

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерителях линейных и угловы х перемещений, в фазосдвигающих устройства х оптического и радиотехнического диапазона. Известно "Устройство для измерения фазовых сдвигов лазерного излучения" (авт. св. СССР г* 1383089), содержащее лазер, светоделительные устройства, оптический затвор, отражающий элемент, элемент совмещения световых пучков, фотоприемник, два акустооптических модулятора (АОМ) и систему формирования световых пучков. Электронная часть включает радиочастотный фазометр, радиочастотный смеситель, генераторы питания АОМ, систему ФАПЧ с опорным генератором. Недостатком указанного фазометра является то. что на результат измерения существенное влияние оказывают вибрации, температурные изменения окружающей среды, нестабильность генераторов питания АОМ. Известен "Фазометр оптического диапазона (авт. св. СССР Ns 1411572), в котором для уменьшения габаритов фазометра АОМ располагают последовательно в одном канале по ходу луча лазера, а на пути распространения дифрагированных лучей размещены уголковые отражатели и средства совмещения этих лучей. Недостатком указанного фазометра является то, что вибрация приводит к нестабильности показания фазометра. Температурные нестабильности приводят к систематическому уходу фазы. Нестабильность генератора, питающего АОМ, не исключается. Во всех случаях с вибрацией можно бороться путем использования виброустойчивых оснований интерферометра, а с температурными - путем использования материалов с малыми температурными коэффициентами расширения. Такие меры борьбы требуют дополнительных материальных затрат, увеличивают габариты приборов и не всегда приемлемы в производственных условиях, особенно в машиностроительной промышленности. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фазометр оптического диапазона ("Образцовая электронно-оптическая аппаратура для измерения фазовых сдвигов в ИК и видимом диапазонах". - ПТЭ. №6,1985, с.219), содержащий лазер, элементы разделения излучения на два оптических канала, два АОМ, включенные в эти каналы и установленные под углом Брэгга по отношению к падающему лучу све та, два уголковых отражателя, два элемента совмещения лучей, фотоприемник, установленный на пути распространения совмещенных дифрагированных лучей, два генератора возбуждения АОМ, смеситель электрических сигналов, систему регистрации фазового сдвига, причем выходы генераторов возбуждения АОМ подключены ко входам смесителя электрических сигналов, а выход смесителя электрических сигналов и выход фотоприемника подключены ко входам системы регистрации фазового сдвига. Недостатком указанного фазометра является то, что на стабильность измерения среднего значения угла сдвига фаз существенное влияние оказывают температурная нестабильность окружающей среды, вибрации элементов оптической части измерительной системы и взаимная нестабильность генераторов возбуждения АОМ. Это объясняется тем, что нестабильности, возникающие в блоках двухканаль-ной системы, слабо взаимно коррелированы между собой и не исключают друг друга. Поэтому дополнительные фазовые сдвиги, имеющие случайный характер, не компенсируются, а существенно увеличивают погрешность измерения угла фазового сдвига за счет смещения оценки усредненного значения. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования фазометра оптического диапазона, в котором акустооптические модуляторы совмещения на одной платформе и возбуждаются от одного генератора возбуждения акустооптических модуляторов, что обеспечивает снижение влияния вибраций и исключение температурной и частотной взаимной нестабильности генераторов возбуждения акустооптических модуляторов на результат измерения, и за счет этого повышается точность измерения среднего значения угла фазового сдвига. Поставленная задача решается тем, что в фазометре оптического диапазона, содержащем лазер, элементы разделения луча света на два оптических канала, выполненные в виде полупрозрачного и отражающего зеркал, два акустооптических модулятора, включенные в эти каналы и установленные под углом Брэгга по отношению к падающему лучу света, два уголковых отражателя, два элемента совмещения лучей, выполненные в виде зеркала и оптического смесителя, фотоприемник, генератор возбуждения акустооптических модуляторов, смеситель электрических сигналов и систему регистрации фазового сдвига, согласно изобретению акустооптические модуляторы совмещены на одной платформе и их электрические входы подключены к выходу генератора возбуждения акустооптических модуляторов, входы смесителя электрических сигналов подключены к выходам фотоприемника и генератора возбуждения акустооптических модуляторов, а входы системы регистрации фазового сдвига подключены к выходам смесителя электрических сигналов и генератора возбуждения акустооптических модуляторов. На чертеже представлена структурная схема фазометра оптического диапазона. Фазометр оптического диапазона содержит лазер 1, элементы разделения луча света на два оптических канала, выполненные в виде полупрозрачного 2 и отражающего 3 зеркал, два АОМ 4 и 5, включенные в эти каналы и установленные под углом Брэгга по отношению к падающему лучу све та, два уголковых отражателя 6 и 7, два элемента совмещения лучей выполненные в виде отражающего зеркала 8 и оптического смесителя 9, фотоприемник 10, генератор возбуждения АОМ 11, подключенный к электрическим входам АОМ 4 и 5, смеситель электрических сигналов 12, входы которого подключены к выходам фотоприемника 10 и генератора возбуждения АОМ 11, систему регистрации фазового сдвига 13, входы которой подключены к выходам генератор возбуждения АОМ 11 и смесителя электрических сигналов 12, и оптически прозрачные объект 14. Устройство работает следующим образом. Излучение лазера 1 с помощью полу прозрачного зеркала 2 и отражающего зеркала 3 разделяется на два излучения, нa пути которых под углом Брэгга установлень акустооптические модуляторы 4 в первом 5 во втором каналах соответственно. Нa электрические входы акустооптических модуляторов подается напряжения возбуждения акустических волн от генератора 11 возбуждения акустооптических модуляторов (50... 100 МГц). В результате акустического взаимодействия лазерного излучения с частотой fo и волны возбуждения с частотой F на выходах акустооптических модуляторов за счет дифракции излучения лазера появляется дифрагированные лучи - 1 порядка в первом канале и +1 порядка во втором канале. Лучи нулевого порядка, +1 порядка в первом канале и -1 порядка во втором канале не используются. Дифрагированный луч +1 порядка имеет частоту (fo+F), а дифрагированный луч -1 порядка имеет частоту (f0F). Эти лучи на вы ходах АОМ излучаются под углом Брэгга, равном где l- длина акустической волны в модуляторе; l0 - длина волны лазерного излучения. Так как l0