بخشی از مقاله
چکیده -
در این مقاله روشی بسیار دقیق به منظور اندازهگیری زاویهی 45 درجه در منشور ها ارائه خواهد شد. اندازه گیری زاویهی 90 درجه به روش تداخلسنجی روشی معمول میباشد اما به اندازه گیری زاویهی 45 درجه به روش تداخلسنجی اولین بار در این مقاله پرداخته شده است.در این مقاله روابط ردیابی پرتو حاکم بر مساله استخراج خواهد شد و چیدهمان آزمایشگاهی مناسب برای انجام کار همراه با نتایج تجربی حاصل ارائه خواهد شد.
کلید واژه- تداخلسنجی،ردیابی پرتو،اندازه گیری زاویه
-1 مقدمه
تداخلسنجی روشی بسیار دقیق در اندازهگیری پارامترهای اپتیکی در اختیار قرار میدهد.1 از پارامترهائی که اندازهگیری دقیق آن در قطعات اپتیکی اهمیت فراوان دارد و در بسیاری از موارد عملکرد صحیح سیستم اپتیکی در گرو دقت آن است زاویه ی بین سطوح اپتیکی در منشورها میباشد. در بسیاری از منشورها لازم است میزان خطا در زاویهی 90 درجه از چند ثانیه کمانی تجاوز نکند. با توجه به اهمیت این موضوع مجموعهی اپتومکانیکی رایجی به منظور اندازهگیری این پارامتر همراه با دستگاه های تداخلسنج ارائه میشود، شکل - . - 1 دراین مقاله روشی ارائه خواهد شد که به کمک آن میتوان میزان خطا در زاویه 45 درجهی منشورها را نیز با روش تداخلسنجی و با دقت بسیار بالا اندازهگیری نمود.
-2 روش کار
برای اندازه گیری میزان خطا در زاویهی 90 درجهی منشورها از دو آینه تخت با کیفیت سطح و دقت توازی بسیار بالا استفاده میشود. در شکل - - 2 چیدهمان آزمون دیده میشود.در این چیدهمان جبهه موج تخت بر منشور تحت آزمون فرود می آید و به سمت دو تیغه با دقت توازی بسیار بالا منحرف میشود. جبههموجهای بازتاب شده با جبههموج مرجع تداخل کرده و دو دسته الگوی تداخلی حاصل میشود. نمونه ای از الگوهای تداخلی حاصل در شکل - - 3 دیده میشود. خطای زاویهی90 درجه از رابطه زیر بدست خواهد آمد:1در این رابطه 0.6328 m طول موج لیزر دستگاه تداخل سنج و پارامترهای d1 وd 2 فاصله بین فرانژها درالگوهای تشکیل شده میباشند و به روش های معمول تحلیل فرانژ نظیر روش جابه جائی فاز قابل استخراج می باشند2 .با الهام گرفتن از چیدهمان آزمون خطای زاویهی 90 درجه، چیدهمان شکل - - 4 را برای آزمون خطای زاویهی 45 درجه خواهیم داشت .
در این چیده مان جبههموج تخت بر وجوه تشکیل دهنده زاویهی 45 درجه فرود میآید و پس از بازتاب به سمت دو سطح بازتابنده که با یکدیگر زاویه 90 درجه میسازند منحرف میشود. جبهه موج های بازتاب شده از آینهها در نتیجهی تداخل با جبههموج مرجع دو دسته الگوی تداخلی ایجاد خواهند نمود. با توجه به شکل - 5 - و با استفاده از روابط ردیابی پرتو3، زاویه بین جبههموج مرجع و آزمون برابر است با: برای فاصله بین فرانژهای حاصل از تداخل این دو جبهه موج داریم:در بازتاب از وجه دیگر، زاویه بین جبههموجهای مرجع و آزمون برابر است با:برای فاصله بین فرانژ های حاصل از تداخل این دو جبهه موج نیز داریم:از این دو رابطه، برای خطا در زاویه 45 درجهی مورد آزمون داریم:در این رابطه E میزان خطا در زاویهی 45 درجه،X میزان خطا در زاویهی90 درجه بین دوآینه و پارامترهایd1 و d 2 فاصله بین فرانژهادر الگوهای تشکیل شده میباشند.
به منظور بررسی تجربی کار، میزان خطا در زاویهی 45 درجه یک گیج مرجع فلزی مورد اندازهگیری قرار گرفت. در شکل - 6 - گیج مورد آزمون همراه با دو تیغه تشکیل دهنده زاویهی90 درجه دیده میشود. در ابتدا میزان خطا در زاویه 90 بین دو تیغه مورد اندازهگیری قرار گرفت.نتیجهی آزمون در شکل - - 7 دیده می شود.سپس گیج 45 درجه، بین دو تیغه قرار گرفت و الگوهای تداخلی حاصل مورد تحلیل قرار گرفت. نتیجه اندازهگیری در شکل - 8 - دیده میشود.شکل - : - 5 تصویر منشور 45 درجه و آینههای تشکیل دهنده زاویه 90 است. در عمل کافیست میزان انحراف زاویهی بین دو تیغه،درجه از اندازهگیریهای بالا برای خطا در گیج مرجع 45 درجه مورد آزمون خواهیم داشت : میزان انحراف این گیج مرجع از زاویه 45 درجه درگواهینامهی کالیبراسیون آن برابر با 0.5 گزارش شده است که به مقدار اندازهگیری شده در بالا بسیار نزدیک
