NO793115L - Interferometrisk apparat. - Google Patents
Interferometrisk apparat.Info
- Publication number
- NO793115L NO793115L NO793115A NO793115A NO793115L NO 793115 L NO793115 L NO 793115L NO 793115 A NO793115 A NO 793115A NO 793115 A NO793115 A NO 793115A NO 793115 L NO793115 L NO 793115L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- interferometer
- path
- measuring
- distance
- reflector
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 43
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 19
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02007—Two or more frequencies or sources used for interferometric measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/15—Cat eye, i.e. reflection always parallel to incoming beam
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/60—Reference interferometer, i.e. additional interferometer not interacting with object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/70—Using polarization in the interferometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Paper (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
Interferometrisk fremgangsmåte samt apparat for utførelse
av fremgangsmåten.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en interferometrisk fremgangsmåte samt apparat for måling av posisjon og avstand, og nær-mere bestemt for posisjon og avstandsmåling interferometrisk fremgangsmåte og apparat som har midler for korrigering av målefeil innført ved variasjoner i temperaturen, lufttrykket, fuktigheten og andre karakteristika for omgivelsen til apparatet.
Interferométer som er i stand til å måle avstand er velkjent i teknikken. Selvom den foreliggende oppfinnelse er anvendbar på interferometre generelt, er en type av interferometer som er re-presentativ fo r den nuværende teknikkens stand beskrevet i US-patent 3.458.259, og denne type av interferometer er vist i forbindelse med den spesielle utførelsesformen av oppfinnelsen som er beskrevet og angitt i kravene.
Som nevnt ovenfor utsettes avstandsmålingsinterferometre for om-givelsesvirkninger, særlig overfor endringer i lufttrykket, temperaturen .og fuktigheten. Slike faktorer har tendens til å endre bølgelengden av lysstrålen som anvendes av interferometeret til å måle avstanden.
Tidligere har det vær mulig å korrigere omgivelsesfeilene ved å anvende individuelle avfølere for det barometriske trykk, temperaturen og fuktigheten og anvende målingene for korrigeringen av den interf erometriske målebanen med variabel lengde. Dette har kun vært delvis tilfredstillende p.g.a avfølerupålitelighet, deres feil og feil ved deres anvendelse.
Den foreliggende oppfinnelse løser dette problem ved direkte å måle disse virkninger på en optisk bane av fast lengde og ved å påtrykke målingen til å korrigere korresponderende feil i banen
i av variabel lengde.
Det er et ytterligere formål ved den foreliggende oppfinnelse automatisk å korrigere avstandsmålingsinterferometeret ved å frembringe et signal som indikerer antallet av interferometer bølge-lengder i en målt bane av variabel lengde.
Trekkene ved den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et signal fra en interferometrisk bane av fast lengde som representerer omgivelsesatmosfæriske feil for interferometeret og anvender dette signal til å korrigere korresponderende feil i den interferometriske målebanen av variabel lengde, og også å frembringe et signal som representerer feil p.g.a. variasjon i lengde av den optiske banen av fast lengde bevirket av temperaturendringer i materialet hos interferometeret og å anvende dette signal til å korrigere de korresponderende feil p.g.a. temperaturvirkningene på materialet av målebanen av variabel lengde.
Slik det klarere vil fremgå av beskrivelsen av den spesielle ut-føre Ises formen ■ i det etterfølgende, er det interferometriske system beskrevet i US-patent 3.458.259 av en type i hvilken en del av en første laserlys-stråle og en del av en andre laserlys-stråle med en forskjellig optisk frekvens blandes ved hjelp av en fotoelektrisk anordning til å frembringe et elektrisk referansesignal som har en tellbar mellomfrekvens. .En annen del av den første laserlys-strålen beveger seg over en fast optisk bane for et interferometer, og en annen del av den andre laserlys-strålen beveger seg over en optisk bane av variabel lengde for interferometeret. Disse andre delene av nevnte første og andre laserlys-stråler blandes av en annen fotoelektrisk anordning for' å frembringe et elektrisk informasjonssignal som har den samme tellbare mellomfrekvens som referansesignalet kun mens den variable lengden av den optiske banen ikke endres.
En reversibel teller integrerer differansen i frekvens mellom referanse og informasjonssignalene, mens den optiske lengden av den optiske banen av variabel lengde endres til å indikere endringen i lengde av den optiske banen av variabel lengde.
Den foreliggende oppfinnelse er basert på oppdagelsen at atmos-, færens endring i bølgelengde frembringer.den samme virkning i
et interferometer av fast lengdebane som å bevege reflektoren anvendt i et variabel lengdebaneinterferometer for måling.
I systemet beskrevet i nevnte US-patent vil doplerfrekvensendrin-gene.som således frembringes tilsist resultere i hastighets og posisjonsendringer.
Ved den foreliggende oppfinnelse når disse feilstørrelser måles i en bane av fast lengde, anvendes de automatisk til å korrigere feilene i målebanen av variabel lengde.
Denne korrigering foretas ved å anvende en reversibel teller be-nevnt for enkelhets skyld en bølgelengdemultiplikatorteller som skaper en prosentandel av den eksisterende bølgelengde relativt den ideelle bølgelengden for lys i vakuum.
Det følgende er trinnene i prosedyren som anvendes ved tidspunk-tet for iverksettelse av målinger: 1) Målebanen av variabel lengde innstilles- til en kjent dimensjon'.
2) Lengden av målebanen innbefattende feil noteres.
3) Bølgelengdetelleren justeres manuelt inntil ingen feil noteres. 4) Feilen i den optiske banen av fast lengde blir stadig anvendt til å korrigere lengden av den variable målebanen. 5) Når anvendelsen skjer ved hjelp av servo korrigeres feilen nå stadig.
Denne måling av feil i banen av fast lengde innbefatter både de atmosfæriske feil og feilene p.g.a temperaturvariasjonen som endrer lengden av den optiske banen av fast lengde. Denne lengden er standardisert for 20°C ved hjelp av måleblokker og, selvom målinger utføres ved andre temperaturer, hvis banen av fast lengde monteres på stål og banen av variabel lengde monteres på stål og måle-blokkene er av stål, vil målingene alltid være korrekte når de foretas ved 20°C. Dette er også tilfellet for et hvert metall som brukes.
I tillegg til den optiske banen av variabel lengde beskrevet i forbindelse med apparatet i nevnte US-patent, innfører den fore- jliggende oppfinnelse en andre, fast forutbestemt interferometer<!>optisk bane sammen med elektroniske midler for å sammenligne den indikerte distanse av denne faste, forutbestemte optiske banen med den indikerte distansen av den variable optiske banen og for-å endre den indikerte variable distansen deretter, slik at de sam-, lede virkninger av den atmosfæriske omgivelse som påvirker den indikerte faste, forutbestemte banen anvendes i en operasjon til å korrigere den indikerte målingen av den optiske banen av variabel lengde.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å korrigere avstandsmåling interferometrisk apparat i et medium som er utsatt for omgivelsesendringer, idet nevnte apparat har måle og kontroll-lysstråler, og fremgangsmåten består av følgende trinn: a) å rette nevnte målende lysstråle gjennom et første interfero-1 meter mot den første reflektor, idet nevnte første reflektor er adskilt med en variabel avstand fra nevnte første interferometer, idet nevnte første interferometer har midler tilknyttet seg for målingen og indikasjonen av lysbanedistansen mellom nevnte første interferometer og nevnte første reflektor, og b) å rette nevnte kontroll-lysstråle gjennom et andre interferometer adskilt med en fast forutbestemt distanse fra en andre reflektor, idet nevnte.andre interferometer har tilknyttet seg midler for måling og indikasjon av lysbanedistansen mellom nevnte andre interferometer og nevnte andre reflektor, c) måling over en tidsperiode av endringen i kontroll-lysbanedistansen som indikert ved nevnte andre interferometer p.g.a.
endringer i omgivelsen, idet nevnte endring har enten en positiv eller negativ retning, og
d) å multiplisere den. indikerte målelysbanedistanse for nevnte første interferometer med en korrigeringsfaktor i hvilken telleren
er den faste, forutbestemte distansen og nevneren er summen av nevnte faste, forutbestemte distanse og endringen i den observerte kontroll-lysbanen indikert av nevnte andre interferometer.
Oppfinnelsen tilveiebringer videre et interferometriske apparat som har måle og kontroll-lysstråler, idet nevnte apparat omfatter: a) et første interferometer gjennom hvilket nevnte målelysstråle rettes mot den første reflektor, idet nevnte reflektor er adskilt
jmed en variabel avstand fra nevnte første interferometer,
!b) første målemiddel tilknyttet nevnte første interferometer
for målingen og indikasjonen av målelysbanedistansen mellom nevnte første interf erometer .-og nevnte første reflektor, c) et andre interferometer gjennom hvilket nevnte kontroll-lysstråle rettes mot den andre reflektor, idet nevnte andre reflektor er adskilt med en fast forutbestemt avstand fra nevnte andre interferometer, d) andre målemiddel tilknyttet nevnte andre interferometer for målingen og indikasjonen av målelysbanedistansen mellom det andre
interferometeret og den andre reflektoren,
e) middel for å akkumulere endringen over en tidsperiode av måle-lysbanedis tansen målt ved hjelp av nevnte andre målemiddel, idet nevnte endring bevirkes av variasjon i omgivelsen for nevnte apparat, og f) korrigeringsmiddel som reagerer på nevnte akkumulerende middel og koblet til nevnte første målemiddel for korrigering av nevnte indikerte målelysbanedistanse ved multiplisering av nevnte indikerte målelysbanedistanse med en korrigeringsfaktor, korresponderende med nevnte faste forutbestemte distanse delt med summen av nevnte faste, forutbestemte distanse og nevnte endring av nevnte kontroll-lysstrålebane. Fig. 1 viser et skjematisk diagram av en spesiell utførelsesform av et interferometrisk system tilsvarende det som er vist i US-patent 3.458.259 som har både en optisk bane av variabel lengde og en optisk bane av forutbestemt, fast lengde. Fig. 2 viser et skjematisk diagram av et elektronisk apparat anvendt i forbindelse med det interferometriske system vist i fig. 1.
Fig. 1 viser et skjematisk diagram av et interferometersystem
som anvender elementer vist og beskrevet i det tidligere nevnte US-patent 3.458.259, og som har to optiske baner, en målebane for måling av lysbanedistanse langs en variabel bane, og en kontrollbane for måling av lysbanedistansen langs en nominelt fast,- forutbestemt bane.
En enkelt modus laser 100 med to frekvenser frembringer en lysstråle innbefattende en første komponent 102 som har en frekvens jf-^og en andre komponent 104 som har en frekvens f2som avviker'fra frekvensen f^med en tellbar mellomfrekvens, slik som 500 kHz. Denne enkelt modus laser 100 med to frekvenser kan omfatte en plasma—rør—laser som har adskilte indre speil som er montert inne-for plasma—røret motsatt hverandre og perpendikulært på aksen for plasmarøret for således å tillate alle polariseringer å bli for-sterket direkte, og som har et magnetisk felt overlagret langs, plastmarøret for således å frembringe høyre pg venstre sirkulært polariserte lyskomponenter 102 og 104 med forskjellig frekvens.
En blandepolariserer 106 er montert i en optisk bane som krysses
av de parallelle og overlappende lysstrålene 102, 104 for blanding av disses stråler for å forsyne hver stråle med en komponent av tilsvarende polarisering. Disse tilsvarende polariserte komponenter blandes av en f otoelektrisk detektor 108 som har, f. eks .>, en kvad-ratisk detekteringskarakteristikk, for å frembringe et elektrisk referanse signal som har en frekvens f_ lik 500 kHz, forskjellen i optisk frekvens mellom lysstrålene 102 og 104.
En kvartbølgeplate 110 er montert i en annen optisk bane som krysses av de sirkulært polariserte lysstrålene 102, 104 for således å endre den høyere polariseringen av strålen 102 til lineær horisontal polarisering, og den venstre sirkulære polariseringen av strålen 104 til lineær vertikal polarisering. En strålesplitter 112
er også montert i den banen for således å rette en del av strålen gjennom strålesplitteren 112 mot en andre strålepslitter 116. En andre del av strålen rettes, slik det vil bli beskrevet i det etter-følgende, mot en annen strålesplitter 152 montert i en vinkel på 90° relativt strålesplitteren 116.
Strålesplitteren 116 i et måleinterferometer 128 omfatter et 50 % reflekterende speil 117 som er dannet i banen for de parallelle og overlappende lysstrålene 102, 104 på ryggflaten av den optiske flate glassplaten 116 som har parallelle front og ryggflater og som er orientert i en vinkel av ca. 45° m.h.t. et referanseplan som normalt skjærer disse lysstrålene 102, 104.
Et 100 % reflekterende speil 118 er dannet på frontflaten av strålesplitteren 116 i den første interferometriske optiske banen som krysses av den reflekterte delen av hver lysstråle 102, 104 for å reflektere disse re.flekterte deler 102a og 104a langs en del av i denne første interferometriske banen som er parallell med en 'første del av en andre interferometrisk bane til et horisontalt polariseringsbanefilter 120 montert i denne delen av måleinterfero-meterets 128 optiske bane. Det horisontale polariseringsbanefilter 120 absorberer den innfallende polarisering 104a av lysstrålen 104 av vertikal polarisering og lar den innfallende strålen 102 av lysstrålen 102 med horisontal polarisering passere.
En reflektor 124 også montert i den første interf erometriske ba~. nen for reflektering av den passerte delen 102a av lysstrålen 102 av horisontal polarisering tilbake langs den første optiske banen til strålesplitteren 116.
Et vertikalt polariseringsbanefilter 122 er montert i den første delen av den andre interferometriske banen for måleinterferometeret 128 for absorbering av den innfallende delen 102b av lysstrålen 102 av horison tal polarisering og for å la den innfallende delen 104b av lysstrålen 104 av vertikal polarisering passere til en retroreflektor 12 6 som også er montert i den andre interferometriske banen. Denne retroreflektor 126 er' montert for translasjonsmessig bevegelse, slik som angitt generelt med henvisningstallet 127, slik at den optiske lengden av den andre optiske banen for måleinterferometeret 128 kan endres. Retroreflektoren 126 reflekterer den passerte delen 104b av lysstrålen 104 av vertikal polarisering langs en adskilt og parallell andre del av den andre interferometriske banen til ryggsiden av reflektoren 124 fra hvilken den reflekteres tilbake langs den andre interferometriske banen til strålesplitteren 116.
Lysstråledelen 102a og 104b som reflekteres tilbake langs nevnte første og andre interferometriske baner til strålesplitteren 116 blir delvis sendt og reflektert av strålesplitteren 116 i parallelt og overlappende forhold til en blandepolariserer 129. Blan-depolarisereren 129 blander de parallelle og overlappende lysstråle delene 102a og 104b for å forsyne hver av disse deler med en komponent av tilsvarende polarisering. Disse tilsvarende polariserte komponenter blandes av en fotoelektrisk detektor 130 for således å frembringe et elektrisk sammensligningssignal som har en frekvens fc som er lik frekvensen fR( 500 kHz) for referansesignalet (som er utmatingen fra den fotoelektriske detektoren 108) kun sålenge
I
;Som retroreflektoren 126 ikke beveges.
Utgangen 109 fra nevnte referanse fotoelektriske detektor 108
og utgangen fra nevnte målefotoelektriske detektor 130 kan direkte kobles til en reversibel 1 mHz teller 136 for positivt å telle måle-frekvensen fR av referansesignalet og for negativt å telle måle-frekvensen f cfor sammenligningssignalet nens retroreflektoren 126 beveges for derved kontinuerlig å indikere endringen i fase av den andre interferometriske banen relativt den første interferometriske banen og således endringen, i optisk lengde av denne andre optiske banen i enheter av lysbølgelengde. Imidlertid kan oppløsningen i dette interferometriske system for måling av lengde forbedres vesentlig ved å koble en frekvensmultiplikator 132 mellom utgangen av den f otoelektriske detektoren 130 og nedtel<4->lingsinngangen av den reversible telleren 136 og ved å koble en annen frekvensmultiplikator 134 mellom referansesignalet fR og opptellingsinngangen av den reversible telleren 136. Disse frek-vensmultiplikatorer 132 og 134 multipliserer frekvensene av sammenligningssignalet og referansesignalet med en rasjonal.brøkdel P/Q, hvor P er et helt tall og Q er et mindre helt tall. Hvis således et kvart bølgelengde interferometer 128 anvendes, frembringer en endring av kun Q/4P lysbølgelengde i den optiske banen av den andre interferometriske banen en enhets endring av en syk-lus (dvs. 1 Hz pr. sekund) i frekvensen f for sammenligningssignalet relativt frekvensen f for referansesianalet mens retroreflektoren 126 beveaes.
Delene av lvsstrålen 102 og 104 som kommer fra kvartbølgeplåten
110 som reflekteres med en 90° vinkel fra strålesplitteren 112 rettes mot et måleinterferometer 164 som stort sett er tilsvarende måleinterferometeret med kun en betydelig unntagelse, dvs. at retroreflektoren 162 i måleinterferometeret 164 ikke er montert for noen translasjonsmessig bevegelse, men er fast ved en forutbestemt kiistanse fra de andre komponentene i måleinterf erometeret.
Således reagerer delene av lysstrålen 102 og 104 som treffer en strålesplitter 150 med sine reflektordeler 152 og 154 på nøyaktig samme måte som dén som er beskrevet ovenfor i forbindelse med strålesplitteren 116 og dens refléktorer 117 og 118. Horisontale og vertikale polariseringsbanefiltre 156 og 158 er identiske med I henholdsvis banefiltrene 120 og 122. På tilsvarende måte er reflektoren 160 identisk med reflektoren 124. Retroreflektoren 162 er identisk med retroreflektoren 126, men for å gjenta kan retro-ref lektoren 162 ikke beveges med vilje, men er montert ved én fast forutbestemt optisk bane distanse fra de andre optiske komponentene i måleinterferometeret 164.
Lysstråledelene som reflekteres tilbake til strålesplitteren 150 reflekteres delvis i parallelt og overlappende forhold til en blandepolariserer 166 som blander hver av disse delene for å forsyne dem' med en komponent av tilsvarende polarisering. Disse tilsvarende polariserte komponenter blandes ved hjelp av en fotoelektrisk detektor 168 for å frembringe et elektrisk kontrollsignal som har en frekvens f som varierer fra referansefrekvensen f„
M K
kun når omgivelsen av kontrollinterferometeret varierer således til å endre den tilsynelatende optiske bane distansen mellom retroreflektoren 162 og de andre elementene i kontrollinterferometeret 164. Som beskrevet ovenfor, har slike faktorer som. luft-temperatur, trykk og fuktighet alle tendens til å endre den optiske banedistansen for et interferometer målt i bølgelengder av lys.
Den elektriske utmathing fra den fotoelektriske detektoren 168 går til en frekvensmultiplikator 170, og så til den negative inngangen av en reversibel teller 172. Nevnte referanseelektriske signal fR på linje 109 forbindes med en annen tilsvarende frekvensmultiplikator 174 og så til den positive inngangen av den reversible telleren 172. Hver av de reversible tellerne 136 og 172 har en puls eller trommelbryter inngang 178 og 180, som kan sette tellerne 136, 172 til en hvilken som helst ønsket, tellertilstand.
I fig. 1 vil man se at to interferometre, som hver hår samme lyskilde, er vist. Et måleinterferometer 128 er vist sammen med elektriske komponenter som frembringer et elektrisk signal på utgangen 138 av en teller 136 når retroreflektoren 126 i måléinter-ferometeret 128 beveges. På tilsvarende måte er et kontrollinter-ferometer 164 eksitert av samme lyskilde vist sammen med elektriske komponenter som genererer et elektrisk signal på utgangen 176 av en teller 172 når atmosfæriske forhold endrer seg for således å variere det effektive antall av bølgelengder i den ellers faste
[optiske banen for kontrollinterferometeret 164..
Fig. 2 illustrerer et skjematisk diagram av det elektroniske apparatet koblet til de interferometriske elementene i fig. 1
som tjener til å korrigere målingen indikert av måleinterferometeret 128 i overensstemmelse med omgivelsesfaktorer detektert av kontrollinterferometeret 164. I fig. 2 er vist en elektronisk multiplikator 210 hvis funksjon vil bli beskrevet i det etter-følgende, hvilken har som en inngang utgangen 138 fra telleren 136 tilknyttet måleinterferometeret 128. Utgangen fra multiplikatoren 210 er koblet til en visuell fremviser 220 som indikerer den endelige korrigerte utmatning fra måleinterferometeret 128.
Utgangssignalet 176 har kontrollinterferometertelleren 172 forbindes med en inngang av en annen elektronisk multiplikator 2 30, og utgangssignalet C fra nevnte multiplikator 230 sendes til en første inngang på en komparator 240. Utgangen C for multiplikatoren 230 er også koblet til et register 242 hvis utmatning sendes til den andre inngangen av komparatoren 240'; Komparatoren 240 har to utganger, C>R og C<R.
En firepols toveis bryter 244a-d er vist i fig. 2 med alle kon-takter indikert i setteposisjonen. Den andre posisjonen av bryteren 244a-d er angitt med "drift."
En pulsgenerator 246 som har, f.eks., en pulsutmatning av en puls hvert 8ende sekund er koblet til to og porter 248 og 250, hvis utmatninger henholdsvis mates til de negative og positive innganger av.en reversibel teller 252. Tilstanden for den reversible telleren 252 er kjent som bølgelengdemultiplikatoren og sendes til de andre inngangene av multiplikatorene 210 og 2 30. Den reversible telleren 252 kan forutinnstilles til en ønsket telling når bryteren 244d er i "sette" posisjonen som vist i fig.2. Og porten' 248 styres av C>R signalet når bryteren 244b er i "drift" posisjonen. På tilsvarende måte åpnes porten 2 50 av cKr signalet når bryteren 244c er i "drift" posisjonen. Under drift fasen
av operasjonen blir registerert 242 øyeblikkelig lastet ved hjelp av utmatningen C fra multiplikatoren 230 ved hjelp av lastsig-nalet gjennom bryteren 244a.
lunder operasjon blir det interferometriske apparatet .først~an-•ordnet slik at retroreflektoren 162 for overvåkningsinterféro-meteret 164 er adskilt fra de andre elementene i interferometeret med en nøyaktig fasedistanse, f.eks. ved hjelp av en måleblokk med lengde 12,70 cm. Denne kjente, faste kontrollbanen forutinnstilles i den reversible telleren 172 ved hjelp av inn-matningen 180. Enhver endring i den målte lengden av denne nominelt faste banen vil være utsatt for endringer i omgivelses-betingelsen. Utmatningen fra telleren 172 multipliseres av multiplikatoren 230 for å frembringe signalet C.
Den riktige begynnelsesomgivelsef aktor bes temmes som følger. Bryteren 244a-d settes til "sette"posisjonen, hvilken derved åpner tilbakekoblingssløyfen i apparatet ved frakobling av inngangene til portene 248 og 250 og ved å muliggjøre at den reversible telleren kan forutinnstilles. Retroreflektoren 126 i måle interferometeret 128 beveges, nå nøyaktig med en kjent distanse, f.eks. ved hjelp av en måleblokk av lengde 25,4 cm.y og tellerne 136 og 252 endres ved hjelp av signaler på inngangene 138 og 253 inntil fremviseren 220 nøyaktig korresponderer med distansen som
retroreflektoren 126 beveges. Omgivelseskorrigeringsfaktoren er da korrekt for de eksisterende forhold. Når bryteren 244a-d flyttes til "drift"posisjonen blir forutinnstillingsinngangen 253 på telleren 252 åpnet og tilbakekoblingssløyfen i det elektroniske apparatet lukkes ved å forbinde C>R og C(R signalene med henholdsvis pulsportene 248 og 250, og signalet C lastes inn i registeret 242. Denne handling bevirker omgivelseskorrigeringsfaktoren til
å øke eller minske periodisk ettersom omgivelsesendringer bevirker signalet 176, og således siqnalet C til i endre sec; inntil signalet
C er. lik signalet R. Denne omgivelseskorrigeringsf aktor (utmatningen fra telleren 252)' sendes til. multiplikatoren 210 slik at fremviseren 2.20 kontinuerlig oppdateres for omgivelsesendringer og korresponderende fremvises av den visuelle fremviseren 220.
Claims (5)
1. Fremgangsmåte for korrigering av distansemåleinterferometrisk
apparat i et medium som utsettes for omgivelsesendringer, idet nevnte apparat har måle og. kontroll-lysstråler, k a r a k t e- jrisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn:
la) å rette nevnte målelysstråle gjennom et første interferometer
mot en første reflektor, idet nevnte første reflektor er adskilt med en variabel distanse fra nevnte første interferometer, idet nevnte første interferometer har middel tilknyttet seg for målingen og indikasjon av lysbanedistansen mellom nevnte første interferometer og nevnte første reflektor,
b) å rette nevnte målelysstråle gjennom et andre interferometer adskilt med en fast forutbestemt distanse fra en andre reflektor, idet nevnte andre interferometer har tilknyttet seg middel for måling og indikasjon av lysstråledistanse mellom nevnte andre interferometer og nevnte andre reflektor,
c) å måle over en tidsperiode endringen i målelysbanedistansen som indikert av nevnte andre interferometer p.g.a. endringer i omgivelsen, idet nevnte endring har enten en positiv eller negativ retning, og
d) å multiplisere den indikerte målelysbanedistansen for nevnte første interférometer med en korrigeringsfaktor i hvilken telleren er den faste, forutbestemte distansen og nevneren er summen av nevnte faste, forutbestemte distanse og endringen i den observerte kontroll-lysbanen indikert av nevnte andre interferometer.
2. Interferometrisk apparat som har måle og kontroll-lysstråler, karakterisert ved
a) et første interferometer gjennom hvilket nevnte målelysstråle rettes mot en første reflektor, idet nevnte første reflektor er adskilt med en variabel distanse fra nevnte første interferometer,
b) første målemiddel tilknyttet nevnte første interferometer for måling og indikasjon av målelysbanedistansen mellom nevnte første interferometer og nevnte første reflektor
c) et andre interferometer gjennom hvilket nevnte kontroll-lysstråle rettes mot en andre reflektor, idet nevnte andre reflektor, er adskilt med en fast, forutbestemt avstand fra nevnte andre in-ter f erometer >
d) andre målemiddel tilknyttet nevnte andre interferometer for målingen og indikasjonen av kontroll-lysstråledistansen mellom det andre interferometeret og den andre reflektoren,
e) middel for å akkumulere endringen over en tidsperiode av kontroll-lysstråledistansen målt ved hjelp av nevnte andre målemiddel, idet nevnte endring bevirkes av variasjonen av. omgivelsen for i
i nevnte apparat, og
f) korrigerinsmiddel som reagerer på nevnte akkumulerende middel og koblet til nevnte første målemiddel for korrigering av nevnte, indikerte målelysebanedistanse ved multiplisering av nevnte indikerte målelysbanedistanse med en korrigeringsfaktor som korresponderer med nevnte faste forutbestemte distanse delt med summen av nevnte faste, forutbestemte distanse og nevnte endring av nevnte kontroll-lysbanediåtanse.
3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte første interferometer har første akkumulator middel tilknyttet seg, middel for å akkumulere antallet av lys-bølgelengder i den optiske banen for nevnte første interfero-' meter ettersom nevnte første reflektor beveger seg, og for å generere et første elektrisk signal som representerer nevnte antall av bølgelengder, og at nevnte andre interferometer har tilknyttet seg andre akkumulatormiddel for akkumulering av antallet av lysbølgelengder i den optiske banen for nevnte andre interferometer ettersom nevnte optiske bane påvirkes av variasjoner i omgivelsen., og for å generere et andre elektrisk signal som representerer nevnte antall av bølgelengder, og midler for å sammenligne nevnte andre elektriske signal med et forutbestemt signal og for å generere to sammenligningssignaler som et resultat av nevnte sammenligning, middel for periodisk å sende en av nevnte to sam-' menligningssignaler til en av to innganger, hvor nevnte innganger er henholdsvis additive og subtraherende, til en bølgelengdemul-tiplikator som har en elektrisk signalutgang, og multiplikator-middel for å endre nevnte første elektriske signal med nevnte utgangssignal fra nevnte bølgelengdemultiplikator og for å generere et slutt-utgangssignal hensiktsmessig for avsendelse til et frem-viserapparat.
4. Apparat for korrigering av feilen i et posisjonsmåleinter-ferometer som har to baner, karakteriser, t ved en første kontrollbane av fast lengde, en andre målebane av variabel lengde, bølgelengdemultipliserende midler for begge baner, omfattende midler som indikerer feilen i målebanen, midler for å justere de multipliserende bølgelengdemidler inntil feilen i målebanén er et minimum, og derved midler for samtidig å justere både multipliseringsmidlene som korrigerer feilen i kont rollbanen og feilen i målebanen.
5. Apparat for korrigering.åv feilen i et posisjonsmåleinter-ferometer som har to baner, karakterisert ved en første overvåkningsbane av fast lengde, en andre overvåkningsbane av variabel lengde, bølgelengdejusterende midler for begge baner, omfattende midler for korrigering av feilen i kontrollbanen og feilen i målebanen.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/946,465 US4215938A (en) | 1978-09-28 | 1978-09-28 | Method and apparatus for correcting the error of a position measuring interferometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO793115L true NO793115L (no) | 1980-03-31 |
Family
ID=25484502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO793115A NO793115L (no) | 1978-09-28 | 1979-09-27 | Interferometrisk apparat. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4215938A (no) |
| JP (1) | JPS5546190A (no) |
| AU (1) | AU4927179A (no) |
| BR (1) | BR7904550A (no) |
| CA (1) | CA1147950A (no) |
| DE (1) | DE2929945A1 (no) |
| ES (1) | ES482034A1 (no) |
| FR (1) | FR2437609A1 (no) |
| GB (1) | GB2032098B (no) |
| IL (1) | IL57686A (no) |
| IT (1) | IT1119125B (no) |
| NO (1) | NO793115L (no) |
| SE (1) | SE7903801L (no) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3378140D1 (en) * | 1982-07-14 | 1988-11-03 | Fujitsu Ltd | Polarizing elements |
| US4536088A (en) * | 1982-09-17 | 1985-08-20 | Rashleigh Scott C | Polarimetric Fabry-Perot sensor |
| US4558952A (en) * | 1983-02-22 | 1985-12-17 | Kules Vladimir P | Method for measuring an optical length of light path and a laser interferometer for carrying same into effect |
| US4655587A (en) * | 1983-03-07 | 1987-04-07 | Beckman Instruments, Inc. | Mirror scan velocity control |
| EP0138998A1 (en) * | 1983-03-07 | 1985-05-02 | Beckman Instruments, Inc. | Mirror scan velocity control |
| US4643577A (en) * | 1983-07-15 | 1987-02-17 | Wero Ohg Roth & Co. | Length measuring apparatus based on the dual laser beam interferometer principle |
| JPS60225005A (ja) * | 1984-04-24 | 1985-11-09 | Tokyo Erekutoron Kk | レ−ザ−光を利用した位置決め装置の補正方式 |
| GB2182433B (en) * | 1985-11-02 | 1989-10-25 | Stc Plc | Remote sensor |
| US4752133A (en) * | 1985-12-19 | 1988-06-21 | Zygo Corporation | Differential plane mirror interferometer |
| JPS62233704A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-14 | ジゴ− コ−ポレ−シヨン | 差動平面鏡干渉計システム |
| US4890921A (en) * | 1986-08-11 | 1990-01-02 | The Boeing Company | Scanning interferometer |
| US4974961A (en) * | 1986-09-12 | 1990-12-04 | Jackson David A | Optical fibre measuring system |
| US4765741A (en) * | 1987-03-20 | 1988-08-23 | Hewlett-Packard Company | Wavelength tracking compensator for an interferometer |
| US4784489A (en) * | 1987-04-29 | 1988-11-15 | Hewlett-Packard Company | Fiber-optic based remote receiver for laser interferometer systems |
| JPH0198902A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-17 | Res Dev Corp Of Japan | 光波干渉測長装置 |
| US4939678A (en) * | 1987-11-19 | 1990-07-03 | Brown & Sharpe Manufacturing Company | Method for calibration of coordinate measuring machine |
| US4884889A (en) * | 1987-11-19 | 1989-12-05 | Brown & Sharpe Manufacturing Company | Calibration system for coordinate measuring machine |
| JPH0674963B2 (ja) * | 1988-02-08 | 1994-09-21 | 株式会社日立製作所 | レーザ干渉測長器及びそれを用いた位置決め方法 |
| DE4107762B4 (de) * | 1990-03-09 | 2006-07-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Verfahren zum Herstellen von Master- und Arbeitsmusterplatten für den Ätzprozess |
| US5801833A (en) * | 1991-03-08 | 1998-09-01 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Method of producing master and working pattern plates for etching and photolithographic apparatus therefor |
| DE69222219T2 (de) * | 1991-03-08 | 1998-01-15 | Renishaw Transducer Syst | Absolutwert-Gasrefraktometer |
| JPH04331333A (ja) * | 1991-05-02 | 1992-11-19 | Canon Inc | 波長変化測定装置 |
| JPH0634318A (ja) * | 1992-07-14 | 1994-02-08 | Nikon Corp | 干渉計測装置 |
| US5585922A (en) * | 1992-12-24 | 1996-12-17 | Nikon Corporation | Dual interferometer apparatus compensating for environmental turbulence or fluctuation and for quantization error |
| US5404222A (en) * | 1994-01-14 | 1995-04-04 | Sparta, Inc. | Interferametric measuring system with air turbulence compensation |
| US5991033A (en) * | 1996-09-20 | 1999-11-23 | Sparta, Inc. | Interferometer with air turbulence compensation |
| US6330065B1 (en) | 1997-10-02 | 2001-12-11 | Zygo Corporation | Gas insensitive interferometric apparatus and methods |
| US6124931A (en) * | 1997-10-02 | 2000-09-26 | Zygo Corporation | Apparatus and methods for measuring intrinsic optical properties of a gas |
| US6219144B1 (en) | 1997-10-02 | 2001-04-17 | Zygo Corporation | Apparatus and method for measuring the refractive index and optical path length effects of air using multiple-pass interferometry |
| US6509971B2 (en) | 2001-05-09 | 2003-01-21 | Nikon Corporation | Interferometer system |
| US6674512B2 (en) | 2001-08-07 | 2004-01-06 | Nikon Corporation | Interferometer system for a semiconductor exposure system |
| US6785005B2 (en) | 2001-09-21 | 2004-08-31 | Nikon Corporation | Switching type dual wafer stage |
| US6665054B2 (en) | 2001-10-22 | 2003-12-16 | Nikon Corporation | Two stage method |
| US7256871B2 (en) * | 2004-07-27 | 2007-08-14 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and method for calibrating the same |
| TWI547771B (zh) | 2006-08-31 | 2016-09-01 | 尼康股份有限公司 | Mobile body drive system and moving body driving method, pattern forming apparatus and method, exposure apparatus and method, component manufacturing method, and method of determining |
| SG10201507256WA (en) | 2006-08-31 | 2015-10-29 | Nikon Corp | Movable Body Drive Method And Movable Body Drive System, Pattern Formation Method And Apparatus, Exposure Method And Apparatus, And Device Manufacturing Method |
| TWI596444B (zh) | 2006-08-31 | 2017-08-21 | 尼康股份有限公司 | Exposure method and device, and device manufacturing method |
| KR101770082B1 (ko) | 2006-09-01 | 2017-08-21 | 가부시키가이샤 니콘 | 이동체 구동 방법 및 이동체 구동 시스템, 패턴 형성 방법 및 장치, 노광 방법 및 장치, 디바이스 제조 방법, 그리고 캘리브레이션 방법 |
| SG10201407218XA (en) | 2006-09-01 | 2015-01-29 | Nippon Kogaku Kk | Movable Body Drive Method And Movable Body Drive System, Pattern Formation Method And Apparatus, Exposure Method And Apparatus, And Device Manufacturing Method |
| US9013681B2 (en) * | 2007-11-06 | 2015-04-21 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9256140B2 (en) * | 2007-11-07 | 2016-02-09 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method with measurement device to measure movable body in Z direction |
| US8665455B2 (en) * | 2007-11-08 | 2014-03-04 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US8422015B2 (en) * | 2007-11-09 | 2013-04-16 | Nikon Corporation | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method |
| CN102003935B (zh) * | 2010-11-03 | 2012-10-31 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种激光跟踪仪测量中环境补偿的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3458259A (en) * | 1966-11-07 | 1969-07-29 | Hewlett Packard Co | Interferometric system |
| US3656853A (en) * | 1966-11-07 | 1972-04-18 | Hewlett Packard Co | Interferometric system |
| DE1909728B2 (de) * | 1969-02-26 | 1971-02-18 | Interferometrische einrichtung | |
| US3647302A (en) * | 1970-05-18 | 1972-03-07 | Bendix Corp | Apparatus for and method of obtaining precision dimensional measurements |
| DE2027983A1 (de) * | 1970-06-06 | 1971-12-16 | Ibm Deutschland | Verfahren zur Fehlerkompensation |
-
1978
- 1978-09-28 US US05/946,465 patent/US4215938A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-05-02 SE SE7903801A patent/SE7903801L/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-06-28 ES ES482034A patent/ES482034A1/es not_active Expired
- 1979-06-29 IL IL57686A patent/IL57686A/xx unknown
- 1979-07-06 JP JP8511479A patent/JPS5546190A/ja active Granted
- 1979-07-06 CA CA000331310A patent/CA1147950A/en not_active Expired
- 1979-07-17 BR BR7904550A patent/BR7904550A/pt unknown
- 1979-07-24 DE DE19792929945 patent/DE2929945A1/de not_active Withdrawn
- 1979-07-26 AU AU49271/79A patent/AU4927179A/en not_active Abandoned
- 1979-08-07 IT IT68625/79A patent/IT1119125B/it active
- 1979-08-22 GB GB7929255A patent/GB2032098B/en not_active Expired
- 1979-09-26 FR FR7923931A patent/FR2437609A1/fr not_active Withdrawn
- 1979-09-27 NO NO793115A patent/NO793115L/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE7903801L (sv) | 1980-03-29 |
| FR2437609A1 (fr) | 1980-04-25 |
| GB2032098B (en) | 1983-05-25 |
| JPH0137682B2 (no) | 1989-08-09 |
| IL57686A (en) | 1982-04-30 |
| IL57686A0 (en) | 1979-10-31 |
| IT7968625A0 (it) | 1979-08-07 |
| JPS5546190A (en) | 1980-03-31 |
| AU4927179A (en) | 1980-04-03 |
| IT1119125B (it) | 1986-03-03 |
| ES482034A1 (es) | 1980-08-16 |
| CA1147950A (en) | 1983-06-14 |
| BR7904550A (pt) | 1980-04-15 |
| GB2032098A (en) | 1980-04-30 |
| US4215938A (en) | 1980-08-05 |
| DE2929945A1 (de) | 1980-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO793115L (no) | Interferometrisk apparat. | |
| JP5226078B2 (ja) | 干渉計装置及びその作動方法 | |
| US5991033A (en) | Interferometer with air turbulence compensation | |
| US4733967A (en) | Apparatus for the measurement of the refractive index of a gas | |
| US5757489A (en) | Interferometric apparatus for measuring a physical value | |
| JPH0543961B2 (no) | ||
| JP2008513741A5 (no) | ||
| US9518816B2 (en) | Dual beam splitter interferometer measuring 3 degrees of freedom, system and method of use | |
| AU2015265695A1 (en) | A beamsplitter and frequency monitoring system | |
| CN110567400A (zh) | 一种基于激光干涉的低非线性角度测量装置和方法 | |
| US5493395A (en) | Wavelength variation measuring apparatus | |
| CN109443554B (zh) | 一种基于石墨烯光自旋霍尔效应的波长测量装置及方法 | |
| Downs et al. | Bi-directional fringe counting interference refractometer | |
| WO2002035177A2 (en) | Dynamic angle measuring interferometer | |
| CN101438126A (zh) | 自相关外差反射计及其实现方法 | |
| US3708229A (en) | System for measuring optical path length across layers of small thickness | |
| US3899253A (en) | Apparatus and method for automatic cross correlation interferometry | |
| JPH0829128A (ja) | 物理量測定装置及びその測定器 | |
| JPH0634318A (ja) | 干渉計測装置 | |
| US3625616A (en) | Interferometric pressure sensor | |
| US11933609B2 (en) | Interferometer and optical instrument with integrated optical components | |
| JP3529516B2 (ja) | 光学的測定装置 | |
| WO1991003729A1 (en) | Apparatus for measuring the refractive index of gaseous media | |
| JPS6227603A (ja) | 変位の光学的測定装置 | |
| JPH0543058U (ja) | 空気屈折率測定装置 |