DE19509598A1 - Lichtwellenlängenmeßvorrichtung mit einem Längenmeßinstrument - Google Patents
Lichtwellenlängenmeßvorrichtung mit einem LängenmeßinstrumentInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lichtwellenlängenmeßvorrich
tung mit einem Längenmeßinstrument.
In Fig. 3 ist 1 eine zu vermessende Lichtquelle, 3 ein
Strahlteiler, 4 ein fester Spiegel, 5 ein beweglicher
Spiegel, 6 ein Längenmeßinstrument, 9 ein Lichtempfänger,
10 ein Wandler, 14 ein Rechner, 15 ein Anzeigegerät, 16
ein Antriebsteil für den beweglichen Spiegel, 17 ein Line
arbewegungsmechanismus, 21 ein Positionsdetektionsteil, 22
ein Streckenzählteil und 23 ein Interferenzlichtzählteil.
Das in Fig. 3 dargestellte Längenmeßinstrument umfaßt eine
Skala 61 und einen Sensor 62. Das Antriebsteil 16 für den
beweglichen Spiegel umfaßt ein Motorteil 16A, Riemenschei
ben 16B und 16C, einen Gurt 16D und Begrenzungsschalter 16E
und 16F. Der Gurt 16D ist aus, z. B., einem Gummigurt her
gestellt.
Ein Strahl 1A mit einer unbekannten Wellenlänge, der von
der zu vermessenden Lichtquelle 1 emittiert wird, wird von
dem Strahlteiler 3 in zwei Strahlen, d. h. einen hindurch
gehenden Strahl 1B und einen reflektierten Strahl 1C, ge
teilt. Der reflektierte Strahl 1C wird außerdem von dem
festen Spiegel 4, z. B. einem Eckwürfelprisma, reflektiert
und tritt durch den Strahlteiler 3 hindurch, um auf den
Lichtempfänger 9 zu treffen. Der hindurchgehende Strahl 1B
wird hingegen von dem beweglichen Spiegel 5, z. B. dem Eck
würfelprisma, und außerdem von dem Strahlteiler 3 reflek
tiert, um auf den Lichtempfänger 9 zu treffen.
Zu diesem Zeitpunkt interferieren der hindurchgehende
Strahl 1B und der reflektierte Strahl 1C, die auf den
Lichtempfänger 9 treffen, miteinander, um ein zusammenge
setztes Licht 1D in dem Lichtempfänger 9 zu bilden, das
ein der Stärke des interferierenden Lichts entsprechendes
elektrisches Signal 9A an den Wandler 10 liefert. Der
Wandler 10 wandelt das elektrische Signal 9A von dem
Lichtempfänger 9 in Impulse um, die an ein Interferenz
lichtzählteil 23 geliefert werden.
Der bewegliche Spiegel 5 ist an dem zwischen den Riemen
scheiben 16B und 16C des Antriebsteils 16 für den bewegli
chen Spiegel gespannten Gurt 16D befestigt. Wenn sich ein
Motor in dem Motorteil 16A dreht, wird die Riemenscheibe
16C, die an dem Motor befestigt ist, gedreht, um den an
dem Gurt 16D befestigten beweglichen Spiegel 5 auf dem
Linearbewegungsmechanismus 17 in der Richtung einer opti
schen Achse zu bewegen. Da der bewegliche Spiegel 5 sich
in die Richtung der optischen Achse bewegt, wird das von
dem Lichtempfänger 9 abgegebene elektrische Signal 9A ein
elektrisches Signal, das der periodisch sich wiederholen
den Variation der Lichtintensität aufgrund von Interferenz
entspricht. Die Wellenlänge des elektrischen Signals 9A
ist dieselbe wie die von dem zu vermessenden Strahl 1A.
Das Längenmeßinstrument 6 liefert jedesmal ein Impulssig
nal 6A an das Positionsdetektierteil 21 und das Strecken
zählteil 22, wenn der bewegliche Spiegel 5 sich um die
Streckenauflösung des Sensors 62 bewegt. Der Sensor 62
liefert ein Anfangspunktsignal 6B an das Positionsdetek
tierteil 21, wenn der bewegliche Spiegel 5 die Mitte der
Skala 61 überschreitet.
Das Positionsdetektierteil 21 zählt die Anzahl von Impul
sen in dem von dem Anfangspunktsignal 6B, das von dem Sen
sor 62 des Längenmeßinstruments 6 geliefert wird, getrig
gerten Impulssignal 6A und, wenn der bewegliche Spiegel 5
sich um eine beliebige Strecke bewegt, d. h., die Anzahl
der Impulse in dem Impulssignal 6A eine beliebige Anzahl
erreicht, gibt das Positionsdetektierteil 21 ein Posi
tionssignal 21A aus, um zu stoppen.
Wenn das Interferenzlichtzählteil 23 das Positionssignal
21A von dem Positionsdetektierteil 21 empfängt, fängt es
an, die Anzahl von Impulsen in einem von dem Wandler 10
gelieferten Signal zu zählen und stoppt das Zählen, wenn
es wieder das Positionssignal 21A von dem Positionsdetek
tierteil 21 erhält, um ein Zählergebnis K an den Rechner
14 auszugeben.
Wenn das Streckenzählteil 22 das Positionssignal 21A von
den Positionsdetektierteil 21 empfängt, fängt es an, Im
pulse in dem Impulssignal 6A von dem Sensor 62 des Längen
meßinstruments 6 zu zählen und stoppt, wenn es das Posi
tionssignal 21A von dem Positionsdetektierteil 21 wieder
empfängt, mit dem Zählen, um ein Zählergebnis N an den
Rechner 14 auszugeben.
Der Rechner 14 führt eine Rechnung durch Einsetzen des
Zählergebnisses N, das an ihn von dem Streckenzählteil 22
geliefert wird, in die Gleichung: L = N × (Auflösung des
Längenmeßinstruments) durch, worin L die Bewegungsstrecke
des beweglichen Spiegels 5 ist, und außerdem durch Einset
zen der Bewegungsstrecke L und der Anzahl von Impulsen K,
die an ihn von dem Interferenzlichtzählteil 23 geliefert
wird, in die Gleichung: λ = 2L/K durch, um λ zu erhalten,
d. h. die Wellenlänge des zu vermessenden Lichts, um die
selbe an das Anzeigegerät 15 auszugeben, das die Wellen
längendaten des zu vermessenden Lichts anzeigt.
Das Motorteil 16A kehrt die Drehbewegung des daran befind
lichen Motors um, wenn der bewegliche Spiegel 5 mit einem
der Begrenzungsschalter 16E und 16F in Berührung tritt.
Eine Mehrzahl von Daten kann durch wiederholtes Bewegen
des beweglichen Spiegels erhalten und die Wellenlänge kann
durch Mittelung der Daten genauer gemessen werden.
Fig. 4 zeigt die Konfigurationen des beweglichen Spiegels 5
und des Längenmeßinstrumentes 6 in der Lichtwellenlän
genmeßvorrichtung von Fig. 3. In Fig. 4 kann der beweg
liche Spiegel 5 sich horizontal auf dem Linearbewegungs
mechanismus 17 bewegen. Die Bewegungsstrecke des beweg
lichen Spiegels wird durch die Skala 61 gemessen und von
dem Sensor 62 detektiert. Die Skala 61 ist mit einem An
fangspunkt an dem Mittelbereich der Skala 61 versehen.
Um die Meßgenauigkeit der Lichtwellenlängenmeßvorrichtung
mit einem in Fig. 3 dargestellten Aufbau zu verbessern,
ist es notwendig, die Meßgenauigkeit des Längenmeßinstru
ments 6 zu verbessern und die Meßlänge zu verlängern. Für
diesen Zweck verwendet das Längenmeßinstrument 6 von Fig.
4 eine Skala 61 mit einem Anfangspunkt und Licht mit einer
bekannten Wellenlänge, wie z. B. ein frequenzstabilisierter
Laser, fällt auf die Wellenlängenmeßvorrichtung, um eine
Streckenkalibrierung zwischen dem Anfangspunkt der Skala
61 des Längenmeßinstruments 6 und einem beliebigen Bewe
gungsbegrenzer des beweglichen Spiegels 5 vorzunehmen.
Jedoch kann die Streckenkalibrierung der Skala 61, in Fig.
4 z. B., nur in einem der Bereiche zwischen A und der Mitte
derselben und zwischen B und der Mitte derselben durchge
führt werden, obwohl die Skala 61 für eine Messung in
einem Bereich zwischen A und B um den Anfangspunkt dersel
ben wirksam ist. Als ein Ergebnis ist der effektive Kali
brierbereich auf eine Hälfte der vollen Skala reduziert,
wodurch die Genauigkeit der Lichtwellenlängenmeßvorrich
tung reduziert wird.
Obwohl es möglich ist, die Meßentfernung durch Bewegen des
beweglichen Spiegels 5 von dem Anfangspunkt der Skala 61
zu A im voraus und dann Durchführen einer Messung zwischen
A und B nach einer Durchführung einer Kalibrierung zwis
chen A und dem Anfangspunkt der Skala 61 und zwischen B
und dem Anfangspunkt der Skala 61 zu vergrößern, wird der
bewegliche Spiegel 5 von dem Motor in dem Motorteil 16A
mittels des Gurtes 16D des Antriebsteils 16 für den beweg
lichen Spiegel, wie in Fig. 3 dargestellt, bewegt, so daß,
wenn der bewegliche Spiegel 5 sich von der Mitte der Skala
61 zu A bewegt und dort stoppt, der bewegliche Spiegel 5
nicht immer an derselben Position aufgrund der Trägheit
des Motors in dem Motorteil 16A oder der Elastizität des
Gurtes 16D stoppt und folglich die Kalibrierung für eine
korrekte Messung der Wellenlänge nicht gültig ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Lichtwellenlängenmeßvorrichtung mit hoher Genauigkeit zur
Verfügung zu stellen, indem von einer Weißlichtquelle
emittiertes Licht auf ein Interferometer einfallen gelas
sen wird, wobei das Licht maximal in der Interferenzwirk
samkeit ist, wenn der bewegliche Spiegel an einer Position
angeordnet ist, wo der den beweglichen Spiegel erreichende
optische Weg in der Länge gleich demjenigen ist, der den
festen Spiegel erreicht, und dann eine Kalibrierung
durchgeführt wird, die an einer Standardposition des
beweglichen Spiegels beginnt, wo die Interferenzwirksam
keit maximal ist, so weit wie der bewegliche Spiegel be
wegt werden kann, um die effektive Skalenlänge zum Kali
brieren zu verlängern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Lichtwellenlängenmeßvorrichtung umfaßt:
einen Strahlteiler, der einen von einer zu vermessenden Lichtquelle emittierten Strahl in zwei Strahlen teilt;
einen festen Spiegel, um einen der von dem Strahlteiler aufgeteilten Strahlen auf denselben zurückzuführen;
einen beweglichen Spiegel, der den anderen von dem Strahl teiler aufgeteilten Strahl auf denselben zurückführt;
ein Längenmeßinstrument, das mit einer Skala und einem Sensor ausgestattet ist und ein Impulssignal jedesmal aus gibt, wenn der bewegliche Spiegel um eine Streckenauflö sung des Sensors bewegt wird;
einen ersten Lichtempfänger, der Interferenzlicht, das erzeugt wird, wenn die aufgeteilten Strahlen sich wieder treffen, in ein elektrisches Signal umwandelt;
einen ersten Wandler, der ein von dem Lichtempfänger ge liefertes analoges Signal in Impulse umwandelt;
ein Positionsdetektierteil, das eine Anzahl von Impulsen in dem Impulssignal zählt, und das Zählen stoppt, um ein Positionsdetektiersignal auszugeben, wenn es eine Bewegung des beweglichen Spiegels um eine beliebige Strecke detek tiert;
ein Interferenzlichtzählteil zum Zählen einer Anzahl von von dem Wandler ausgegebenen Impulsen;
ein Streckenzählteil zum Zählen einer Anzahl von von dem Sensor des Längenmeßinstruments ausgegebenen Impulsen;
einen Rechner, der eine Wellenlänge von dem zu vermessen den Licht basierend auf der Anzahl von Impulsen in dem Interferenzlicht, die von dem Interferenzlichtzählteil gezählt werden, und der von dem Streckenzählteil gezählten berechnet; und
ein Anzeigegerät zum Anzeigen eines Wertes der von dem Rechner gelieferten berechneten Wellenlänge; worin die Lichtwellenlängenmeßvorrichtung außerdem umfaßt:
eine Weißlichtquelle zum Emittieren von Licht, das eine maximale Interferenzwirksamkeit aufweist, wenn der beweg liche Spiegel an einer Position angeordnet ist, wo ein den beweglichen Spiegel erreichender optischer Weg in der Län ge gleich dem den festen Spiegel erreichenden ist;
einen zweiten Lichtempfänger, der das von der Weißlicht quelle herrührende Interferenzlicht in ein elektrisches Signal umwandelt; und
einen zweiten Wandler, der ein Anfangspunktsignal an das Positionsdetektierteil, das Streckenzählteil und das In terferenzlichtzählteil ausgibt, wenn das von dem zweiten Lichtempfänger gelieferte Interferenzsignal einen einge stellten Wert überschreitet.
einen Strahlteiler, der einen von einer zu vermessenden Lichtquelle emittierten Strahl in zwei Strahlen teilt;
einen festen Spiegel, um einen der von dem Strahlteiler aufgeteilten Strahlen auf denselben zurückzuführen;
einen beweglichen Spiegel, der den anderen von dem Strahl teiler aufgeteilten Strahl auf denselben zurückführt;
ein Längenmeßinstrument, das mit einer Skala und einem Sensor ausgestattet ist und ein Impulssignal jedesmal aus gibt, wenn der bewegliche Spiegel um eine Streckenauflö sung des Sensors bewegt wird;
einen ersten Lichtempfänger, der Interferenzlicht, das erzeugt wird, wenn die aufgeteilten Strahlen sich wieder treffen, in ein elektrisches Signal umwandelt;
einen ersten Wandler, der ein von dem Lichtempfänger ge liefertes analoges Signal in Impulse umwandelt;
ein Positionsdetektierteil, das eine Anzahl von Impulsen in dem Impulssignal zählt, und das Zählen stoppt, um ein Positionsdetektiersignal auszugeben, wenn es eine Bewegung des beweglichen Spiegels um eine beliebige Strecke detek tiert;
ein Interferenzlichtzählteil zum Zählen einer Anzahl von von dem Wandler ausgegebenen Impulsen;
ein Streckenzählteil zum Zählen einer Anzahl von von dem Sensor des Längenmeßinstruments ausgegebenen Impulsen;
einen Rechner, der eine Wellenlänge von dem zu vermessen den Licht basierend auf der Anzahl von Impulsen in dem Interferenzlicht, die von dem Interferenzlichtzählteil gezählt werden, und der von dem Streckenzählteil gezählten berechnet; und
ein Anzeigegerät zum Anzeigen eines Wertes der von dem Rechner gelieferten berechneten Wellenlänge; worin die Lichtwellenlängenmeßvorrichtung außerdem umfaßt:
eine Weißlichtquelle zum Emittieren von Licht, das eine maximale Interferenzwirksamkeit aufweist, wenn der beweg liche Spiegel an einer Position angeordnet ist, wo ein den beweglichen Spiegel erreichender optischer Weg in der Län ge gleich dem den festen Spiegel erreichenden ist;
einen zweiten Lichtempfänger, der das von der Weißlicht quelle herrührende Interferenzlicht in ein elektrisches Signal umwandelt; und
einen zweiten Wandler, der ein Anfangspunktsignal an das Positionsdetektierteil, das Streckenzählteil und das In terferenzlichtzählteil ausgibt, wenn das von dem zweiten Lichtempfänger gelieferte Interferenzsignal einen einge stellten Wert überschreitet.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde,
durch die zusätzliche Verwendung einer Weißlichtquelle
eine Streckenkalibierung relativ zu der Position des be
weglichen Spiegels, wo die Interferenzwirksamkeit maximal
ist, vorzunehmen und eine mit einer längeren Meßstrecke
verbundene Meßgenauigkeit zu liefern.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung,
in der ein Ausführungsbeispiel anhand der schematischen
Zeichnungen im einzelnen erläutert ist.
Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm von einer Lichtwellenlängenmeß
vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Wellenformdiagramm von Interferenzlicht, das
von einer Weißlichtquelle von Fig. 1 herrührt;
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Lichtwellenlängenmeßvor
richtung nach dem Stand der Technik; und
Fig. 4 eine Grafik zum Erklären der Streckenkalibrierung
eines Längenmeßinstruments.
Fig. 1 zeigt den Aufbau der Lichtwellenlängenmeßvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 ist 2 eine
Weißlichtquelle, 7 ein Lichtempfänger, 8 ein Wandler, 11
ein Positionsdetektierteil, 12 ein Streckenzählteil, 13
ein Interferenzlichtzählteil und die anderen Komponenten
sind dieselben wie die in Fig. 3. D.h., daß die Lichtwel
lenlängenmeßvorrichtung von Fig. 1 sich durch Hinzufügen
der Weißlichtquelle 2, des Lichtempfängers 7 und des Wand
lers 8 zu der von Fig. 3 und Ersetzen des Positionsdetek
tierteils 21, des Streckenzählteils 21 und des Interfe
renzlichtzählteils 23 in der letzteren durch das Posi
tionsdetektierteil 11, das Streckenzählteil 12 und das
Interferenzlichtzählteil 13 ergibt.
In Fig. 1 wird ein von der zu vermessenden Lichtquelle 1
emittierter Strahl 1A mit unbekannter Wellenlänge in einen
hindurchtretenden Strahl 1B und einen reflektierten Strahl
1C von einem Strahlteiler 3 geteilt, von denen der reflek
tierte Strahl 1C von dem festen Spiegel 4 reflektiert wird
und durch den Strahlteiler 3 tritt, um auf den Lichtemp
fänger 9 zu treffen, während der hindurchgehende Strahl 1B
von dem beweglichen Spiegel 5 und außerdem von dem Strahl
teiler 3 reflektiert wird, um auf den Lichtempfänger 9 zu
treffen. Zu diesem Zeitpunkt interferiert der reflektierte
Strahl 1C mit dem hindurchgehenden Strahl 1B, wenn sie auf
dem Lichtempfänger 9 treffen, so daß der Lichtempfänger 9,
auf den das zusammengesetzte Licht 1D trifft, ein der
Stärke des Interferenzlichts entsprechendes elektrisches
Signal 9A an den Wandler 10 liefert.
Der bewegliche Spiegel 5 wird von dem Antriebsteil 16 für
den beweglichen Spiegel, ähnlich dem von Fig. 3, bewegt
und der Lichtempfänger 9 gibt das elektrische Signal 9A
aus. Der Wandler 10 wandelt das an ihn von dem Lichtemp
fänger 9 gelieferte elektrische Signal 9A in Impulse um,
um diese an das Interferenzlichtzählteil 13 zu liefern.
Der weiße Strahl 2A, der von der Weißlichtquelle 2
emittiert wird, wird in zwei Strahlen, d. h. einen reflek
tierten Strahl 2C und einen hindurchgehenden Strahl 2B
geteilt. Der reflektierte Strahl 2C wird von dem festen
Spiegel 4 reflektiert und tritt durch den Strahlteiler 3
hindurch, um auf den Lichtempfänger 7 zu treffen, während
der hindurchgehende Strahl 2B von dem beweglichen Spiegel
5 und außerdem dem Strahlteiler 3 reflektiert wird, um auf
den Lichtempfänger 7 zu treffen.
Der Lichtempfänger 7 wandelt das von den sich miteinander
überlagernden reflektierten Strahl 2C und dem hindurchge
henden Strahl 2B gebildete, zusammengesetzte Licht 2D in
ein elektrisches Signal 7A um, um dieses an den Wandler 8
zu geben. Der Wandler 8 wandelt das elektrische Signal 7A
in ein pulsierendes Anfangspunktsignal 8A zu dem Zeitpunkt
seines höchsten Werts um.
Hiernach wird das elektrische Signal 7A unter Bezugnahme
auf Fig. 2 beschrieben werden. Fig. 2 ist ein Interferenz
signalwellenformdiagramm des Weißlichts, worin die Ordina
tenachse den Strom, während die Abszissenachse die Bewe
gungsstrecke des beweglichen Tisches darstellt. Das elek
trische Signal 7A wird ein elektrisches Signal, das der
durch Interferenz verursachten periodischen Stärkenände
rung des Lichts entspricht. Weißlicht weist eine so kurze
Kohärenzlänge auf, daß es Interferenz erzeugt, wenn der
Unterschied in der Länge zwischen dem optischen Weg des
reflektierten Lichtstrahls 2C und dem des hindurchgehenden
Strahls 2B klein ist, und die Interferenzwirksamkeit maxi
mal wird, wenn sie zueinander gleich sind. Demgemäß ist es
möglich, die Position des beweglichen Spiegels zu detek
tieren, wo die optischen Wege längenmäßig gleich sind,
indem der Schwellenwert des Wandlers 8 auf einen Wert ge
setzt wird, bei dem die Interferenzwirksamkeit maximal
ist.
Das aus der Skala 61 und dem Sensor 62 zusammengesetzte
Längenmeßinstrument gibt das Impulssignal 6A an das Posi
tionsdetektierteil 11 und an das Streckenzählteil 12
jedesmal aus, wenn der bewegliche Spiegel 5 um die
Streckenauflösung des Sensors 62 bewegt wird. Das Posi
tionsdetektierteil 11 wird von dem Anfangspunktsignal 8A
getriggert, um die Anzahl von Impulsen in dem Impulssignal
6A zu zählen, und stoppt das Zählen, um ein Positionssig
nal 31 an den Linearbewegungsmechanismus 17 und an ein
Streckenzählteil 18 auszugeben, wenn der bewegliche Spie
gel 5 um eine beliebige Strecke bewegt wird, d. h. die An
zahl von Impulsen in dem Impulssignal 6A eine beliebige
Anzahl erreicht.
Das Interferenzlichtzählteil 13 beginnt, die Anzahl von
Impulsen in einem Signal von dem Wandler 10 zu zählen,
wenn es das Anfangspunktsignal 8A von dem Wandler 8 er
hält, und stoppt das Zählen, wenn es das Positionsdetek
tiersignal 11A von dem Positionsdetektierteil 11 empfängt,
um das Zählergebnis K an den Rechner 14 auszugeben. Das
Entfernungszählteil 12 beginnt, das Impulssignal 6A von
dem Sensor 62 des Längenmeßinstruments 6 zu zählen, wenn
es das Anfangspunktsignal 8A von dem Wandler 8 empfängt,
und stoppt das Zählen, wenn es das Positionsdetektiersig
nal 11A von dem Positionsdetektierteil 11 empfängt, um das
Zählergebnis N an den Rechner 14 auszugeben.
Der Rechner 14 führt eine Rechnung durch Einsetzen des
Zählergebnisses N von dem Entfernungszählteil 12 in die
Gleichung L = N × (Auflösung des Längenmeßinstruments)
durch, worin L die Bewegungsentfernung des festen Spiegels
4 ist, und führt außerdem eine Rechnung durch Einsetzen
der Bewegungsentfernung L und der Anzahl von Impulsen in
dem Interferenzlicht von dem Interferenzlichtzählteil 13
in Gleichung λ = 2 L/K durch, worin λ die Wellenlänge des
zu vermessenden Lichts ist, um die Wellenlängendaten des
zu vermessenden Lichts an ein Anzeigegerät 20 auszugeben,
das die Wellenlängendaten des zu vermessenden Lichts, die
von dem Rechenteil 14 geliefert werden, anzeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung fällt das Weißlicht, das
eine maximale Interferenzwirksamkeit aufweist, wenn der
bewegliche Spiegel sich an einer Position befindet, wo der
den beweglichen Spiegel erreichende optische Weg längen
mäßig gleich dem dem festen Spiegel erreichenden ist, auf
ein Interferometer und wird eine Streckenkalibrierung re
lativ zu der Position des beweglichen Spiegels, wo die
Interferenzwirksamkeit maximal ist, durchgeführt, so daß
es möglich ist, einen Anfangspunkt in einer Skala eines
Längenmeßinstruments festzulegen, das mit keinem Anfangs
punkt ausgestattet ist, um einen langen Bewegungsbereich
des beweglichen Spiegels zum genauen Messen einer Licht
wellenlänge liefern.
Die in der vorangehenden Beschreibung, in der Zeichnung
sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung
können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen
für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiede
nen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1 Lichtquelle
1A Strahl
1B hindurchgehender Strahl
1C reflektierter Strahl
1D zusammengesetztes Licht
2 Weißlichtquelle
2A Weißlichtstrahl
2B hindurchgehender Strahl
2C reflektierter Strahl
2D zusammengesetztes Licht
3 Strahlteiler
4 fester Spiegel
5 beweglicher Spiegel
6 Längenmeßinstrument
6A Impulssignal
6B Anfangspunktsignal
7 zweiter Lichtempfänger
7A elektrisches Signal
8 zweiter Wandler
8A Anfangspunktsignal
9 erster Lichtempfänger
9A elektrisches Signal
10 erster Wandler
11 Positionsdetektierteil
11A Positionsdetektiersignal
12 Streckenzählteil
13 Interferenzlichtzählteil
14 Rechner
15 Anzeigegerät
16 Antriebsteil für den beweglichen Spiegel 5
16A Motorteil
16B, C Riemenscheibe
16D Gurt
16E, F Begrenzungsschalter
17 Linearbewegungsmechanismus
20 Anzeigegerät
21 Positionsdetektierteil
21A Positionssignal
22 Streckenzählteil
23 Interferenzlichtzählteil
31 Positionssignal
61 Skala
62 Sensor
K, N Zählergebnis
1A Strahl
1B hindurchgehender Strahl
1C reflektierter Strahl
1D zusammengesetztes Licht
2 Weißlichtquelle
2A Weißlichtstrahl
2B hindurchgehender Strahl
2C reflektierter Strahl
2D zusammengesetztes Licht
3 Strahlteiler
4 fester Spiegel
5 beweglicher Spiegel
6 Längenmeßinstrument
6A Impulssignal
6B Anfangspunktsignal
7 zweiter Lichtempfänger
7A elektrisches Signal
8 zweiter Wandler
8A Anfangspunktsignal
9 erster Lichtempfänger
9A elektrisches Signal
10 erster Wandler
11 Positionsdetektierteil
11A Positionsdetektiersignal
12 Streckenzählteil
13 Interferenzlichtzählteil
14 Rechner
15 Anzeigegerät
16 Antriebsteil für den beweglichen Spiegel 5
16A Motorteil
16B, C Riemenscheibe
16D Gurt
16E, F Begrenzungsschalter
17 Linearbewegungsmechanismus
20 Anzeigegerät
21 Positionsdetektierteil
21A Positionssignal
22 Streckenzählteil
23 Interferenzlichtzählteil
31 Positionssignal
61 Skala
62 Sensor
K, N Zählergebnis
Claims (1)
1. Lichtwellenlängenmeßvorrichtung mit einem Längenmeß
instrument, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
einen Strahlteiler (3), der einen von einer zu vermessen den Lichtquelle (1) emittierten Strahl in zwei Strahlen teilt;
einen festen Spiegel (4), um einen der von dem Strahltei ler (3) aufgeteilten Strahlen auf denselben zurückzufüh ren;
einen beweglichen Spiegel (5), der den anderen von dem Strahlteiler (3) aufgeteilten Strahl auf denselben zurück führt;
ein Längenmeßinstrument (6), das mit einer Skala (61) und einem Sensor (62) ausgestattet ist und ein Impulssignal (6A) jedesmal ausgibt, wenn der bewegliche Spiegel (5) um eine Streckenauflösung des Sensors (62) bewegt wird;
einen ersten Lichtempfänger (9), der Interferenzlicht, das erzeugt wird, wenn die aufgeteilten Strahlen sich wieder treffen, in ein elektrisches Signal umwandelt;
einen ersten Wandler (10), der ein von dem Lichtempfänger (9) geliefertes analoges Signal in Impulse umwandelt;
ein Positionsdetektierteil (11), das eine Anzahl von Im pulsen in dem Impulssignal (6A) zählt, und das Zählen stoppt, um ein Positionsdetektiersignal (11A) auszugeben, wenn es eine Bewegung des beweglichen Spiegels (5) um eine beliebige Strecke detektiert;
ein Interferenzlichtzählteil (13) zum Zählen einer Anzahl von von dem Wandler (10) ausgegebenen Impulsen;
ein Streckenzählteil (12) zum Zählen einer Anzahl von von dem Sensor (62) des Längenmeßinstruments (6) ausgegebenen Impulsen;
einen Rechner (14), der eine Wellenlänge von dem zu ver messenden Licht basierend auf der Anzahl von Impulsen in dem Interferenzlicht, die von dem Interferenzlichtzählteil (13) gezählt werden, und der von dem Streckenzählteil (12) gezählten berechnet; und
ein Anzeigegerät (15) zum Anzeigen eines Wertes der von dem Rechner (14) gelieferten berechneten Wellenlänge;
worin die Lichtwellenlängenmeßvorrichtung außerdem umfaßt:
eine Weißlichtquelle (2) zum Emittieren von Licht, das eine maximale Interferenzwirksamkeit aufweist, wenn der bewegliche Spiegel an einer Position angeordnet ist, wo ein den beweglichen Spiegel erreichender optischer Weg in der Länge gleich dem den festen Spiegel erreichenden ist;
einen zweiten Lichtempfänger (7), der das von der Weiß lichtquelle (2) herrührende Interferenzlicht in ein elek trisches Signal umwandelt; und
einen zweiten Wandler (8), der ein Anfangspunktsignal (8A) an das Positionsdetektierteil (11), das Streckenzählteil (12) und das Interferenzlichtzählteil (13) ausgibt, wenn das von dem zweiten Lichtempfänger (7) gelieferte Inter ferenzsignal einen eingestellten Wert überschreitet.
einen Strahlteiler (3), der einen von einer zu vermessen den Lichtquelle (1) emittierten Strahl in zwei Strahlen teilt;
einen festen Spiegel (4), um einen der von dem Strahltei ler (3) aufgeteilten Strahlen auf denselben zurückzufüh ren;
einen beweglichen Spiegel (5), der den anderen von dem Strahlteiler (3) aufgeteilten Strahl auf denselben zurück führt;
ein Längenmeßinstrument (6), das mit einer Skala (61) und einem Sensor (62) ausgestattet ist und ein Impulssignal (6A) jedesmal ausgibt, wenn der bewegliche Spiegel (5) um eine Streckenauflösung des Sensors (62) bewegt wird;
einen ersten Lichtempfänger (9), der Interferenzlicht, das erzeugt wird, wenn die aufgeteilten Strahlen sich wieder treffen, in ein elektrisches Signal umwandelt;
einen ersten Wandler (10), der ein von dem Lichtempfänger (9) geliefertes analoges Signal in Impulse umwandelt;
ein Positionsdetektierteil (11), das eine Anzahl von Im pulsen in dem Impulssignal (6A) zählt, und das Zählen stoppt, um ein Positionsdetektiersignal (11A) auszugeben, wenn es eine Bewegung des beweglichen Spiegels (5) um eine beliebige Strecke detektiert;
ein Interferenzlichtzählteil (13) zum Zählen einer Anzahl von von dem Wandler (10) ausgegebenen Impulsen;
ein Streckenzählteil (12) zum Zählen einer Anzahl von von dem Sensor (62) des Längenmeßinstruments (6) ausgegebenen Impulsen;
einen Rechner (14), der eine Wellenlänge von dem zu ver messenden Licht basierend auf der Anzahl von Impulsen in dem Interferenzlicht, die von dem Interferenzlichtzählteil (13) gezählt werden, und der von dem Streckenzählteil (12) gezählten berechnet; und
ein Anzeigegerät (15) zum Anzeigen eines Wertes der von dem Rechner (14) gelieferten berechneten Wellenlänge;
worin die Lichtwellenlängenmeßvorrichtung außerdem umfaßt:
eine Weißlichtquelle (2) zum Emittieren von Licht, das eine maximale Interferenzwirksamkeit aufweist, wenn der bewegliche Spiegel an einer Position angeordnet ist, wo ein den beweglichen Spiegel erreichender optischer Weg in der Länge gleich dem den festen Spiegel erreichenden ist;
einen zweiten Lichtempfänger (7), der das von der Weiß lichtquelle (2) herrührende Interferenzlicht in ein elek trisches Signal umwandelt; und
einen zweiten Wandler (8), der ein Anfangspunktsignal (8A) an das Positionsdetektierteil (11), das Streckenzählteil (12) und das Interferenzlichtzählteil (13) ausgibt, wenn das von dem zweiten Lichtempfänger (7) gelieferte Inter ferenzsignal einen eingestellten Wert überschreitet.
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