История лазера. Научное издание

Система бесконтактного оптического измерения обычно включает три принципиальные части: измерительная головка, система электроники, система регистрации и обработки информации. Принципиальным преимуществом бесконтактных измерений является полное отсутствие воздействия на объект и высокая скорость измерений, которая в некоторых случаях может превышать 25 000 измерений в секунду.

Обычно профиль линии РЅР° некоторой механической поверхности измеряют путем проведения вдоль этой линии некоторого щупа, который касается поверхности, Рё измерения его смещений. Таким щупом обычно служит алмазная игла, Р·РѕРЅР° контакта которой имеет диаметр несколько РјРєРј. Вертикальные перемещения иглы, следующие Р·Р° нерегулярностями поверхности, измеряют, Рё это представляет рельеф поверхности (шероховатость). Такие инструменты улучшались РІ течение СЂСЏРґР° лет, Рё РІ настоящее время РѕРЅРё обычны РІ измерительных лабораториях. Рквивалентный оптический инструмент использует вместо алмазной иглы хорошо коллимированный пучок лазерного РґРёРѕРґР°, который фокусируется объективом РЅР° поверхность. Отраженный свет собирается тем же объективом. Ртот отраженный свет несет информацию Рѕ шероховатости поверхности. РљРѕРіРґР° система правильно настроена Рё сбалансирована Рё точка фокуса находится точно РЅР° поверхности, тогда отраженный свет формируется после объектива РІ хорошо коллимированный пучок. Если поверхность ближе Рє объективу, тогда пятно РЅР° поверхности уже РЅРµ является пятном совершенной фокусировки, Рё после объектива формируется расходящийся пучок. Наоборот, РІ случае, если поверхность находится Р·Р° точкой фокуса, РїСЂРё отражении получается сходящийся пучок. Существуют оптические устройства, позволяющие точно измерить степень сходимости или расходимости пучка. Соответствующим образом система вырабатывает сигнал ошибки для управления сервомеханизмом (обратная СЃРІСЏР·СЊ), который поддерживает точное фокусирование РЅР° поверхность. Знание перемещений сервомеханизма РїСЂРё движении пучка вдоль поверхности дает измерение рельефа. Аналогичная система используется РІ системах компакт-РґРёСЃРєРѕРІ. Поэтому РІ ней исключаются влияния нерегулярности поверхности Рё системы вращения РґРёСЃРєР°.