公开(公告)号：US5341702A

公开(公告)日：1994-08-30

申请号：US39188

申请日：1993-04-13

申请人： Raymond J. Chaney ,  Jeffrey Graham

发明人： Raymond J. Chaney ,  Jeffrey Graham

IPC分类号： E21B3/04 ,  G01B11/26 ,  G01D5/34 ,  G01D5/38 ,  G01D18/00 ,  G12B5/00 ,  B23B29/24 ,  B23Q16/00

CPC分类号： G01D18/00 ,  E21B3/04 ,  G01B11/26 ,  G01D5/341 ,  Y10T74/14 ,  Y10T74/1418 ,  Y10T74/1447 ,  Y10T74/1476

摘要： A system for calibrating a rotary table (10) includes an indexing table (20) (which is a Hirth coupling table) and an angular interferometer (100), together with a control (200). The indexing table is mechanically coupled to the rotary table (this being the only connection between the rotary table to be calibrated and the calibration system), and the interferometer is set up to measure rotation of the indexing table. During rotation of the rotary table (10) to a target angle, the control (200) monitors the interferometer reading, and when this reading exceeds a predetermined threshold, actuates a drive motor (240) of the table (20) to counter rotate the table, thereby to maintain the optics (106) of the interferometer in alignment with the laser beams (L2, L3) and thus enable continuous measurement of the position of the indexing table.

摘要翻译： PCT No.PCT / GB92 / 01653 Sec。 371日期：1993年4月13日 102（e）日期1993年4月13日PCT提交1992年9月10日PCT公布。 公开号WO93 / 05360 日期：1993年3月18日。用于校准旋转工作台（10）的系统与控制装置（200）一起包括分度台（20）（其是Hirth耦合台）和角度干涉仪（100）。 分度台机械耦合到旋转台（这是待校准的旋转台和校准系统之间的唯一连接），并且设置干涉仪以测量分度台的旋转。 在旋转台（10）旋转到目标角度期间，控制器（200）监测干涉仪读数，并且当该读数超过预定阈值时，致动工作台（20）的驱动马达（240）以使 从而将干涉仪的光学元件（106）保持与激光束（L2，L3）对准，从而能够连续测量分度台的位置。

公开(公告)号：US5541730A

公开(公告)日：1996-07-30

申请号：US316342

申请日：1994-09-30

申请人： Raymond J. Chaney

发明人： Raymond J. Chaney

IPC分类号： G01B9/02 ,  G01B11/00

CPC分类号： G01B9/02004 ,  G01B9/0207 ,  G01B2290/60

摘要： An absolute interferometer has part of the beam paths making up its measuring and reference arms formed in a waveguide, and part formed in air. The part formed in the waveguide are common mode so that the path length difference is formed in air, thus minimizing inaccuracies in the measurements caused by temperature changes in the waveguide. Phase modulators in the waveguide enable interpolation of the fringe counts to be made to high resolution. The absolute interferometer may be combined with a tracking interferometer, and with air refractometers, all of which have parts of their measuring and reference arms in the waveguide in common mode and symmetrical with each other.

摘要翻译： 绝对干涉仪具有部分光束路径组成其测量和参考臂形成在波导中，部分形成在空气中。 形成在波导中的部分是共模，以便在空气中形成路径长度差，从而最小化由波导中的温度变化引起的测量中的不准确度。 波导中的相位调制器可以对要进行高分辨率的边缘计数进行插值。 绝对干涉仪可以与跟踪干涉仪结合，并且具有空气折射计，所有这些都具有共同模式的波导中测量和参考臂的一部分并且彼此对称。

公开(公告)号：US5337145A

公开(公告)日：1994-08-09

申请号：US12729

申请日：1993-02-03

申请人： Raymond J. Chaney

发明人： Raymond J. Chaney

IPC分类号： G01B9/02 ,  G01B11/30

CPC分类号： G01B11/306 ,  G01B9/02097

摘要： A straightness interferometer system for determining the straightness of the relative movement of two machine parts is disclosed in which the required optical elements are combined into two optical components. In particular one optical component consists of a cold light source, a straightness reflector and a detector all combined together, and linked to a remote laser by a fibre optical cable. The other optical component is a beam diverging prism, e.g. a Wollaston prism together with a retroreflector. The advantage, particularly in a moving bed machine, is that the Wollaston prism can be mounted on the fixed spindle, and the light source, straightness reflector and detector are all mounted on the machine bed without the risk of errors occurring due to tilting movements of the bed as it moves.

摘要翻译： 公开了用于确定两个机器部件的相对运动的平直度的直线度干涉仪系统，其中所需的光学元件组合成两个光学部件。 特别地，一个光学部件由冷光源，直线性反射器和检测器组成，全部组合在一起，并通过光纤光缆连接到远程激光器。 另一个光学部件是光束发散棱镜，例如。 一个Wollaston棱镜和一个后向反射器。 特别是在移动床机中的优点是，Wollaston棱镜可以安装在固定的主轴上，光源，平直度反射器和检测器都安装在机床上，而不会由于倾斜运动而发生错误的风险 床移动时。

公开(公告)号：US5274436A

公开(公告)日：1993-12-28

申请号：US614159

申请日：1990-11-16

申请人： Raymond J. Chaney

发明人： Raymond J. Chaney

IPC分类号： G01B9/02

CPC分类号： G01B9/02007 ,  G01B9/02003 ,  G01B9/02067 ,  G01B2290/70

摘要： A laser interferometer uses an acousto-optically modulated laser (100) to produce a pair of orthogonally polarized frequency-shifted beams. The beams are passed down a monomode, polarization preserving optical fiber (110) in order to transmit the beams to a cavity (148). The beams are separated at polarizing beam splitter (128) and directed down measuring arm (130) and reference arm (132) of an interferometer. The beat frequency between the reflected beams is detected at photo-detector (146) which outputs a measuring signal (152). This beat frequency is compared to the beat frequency of the beams before entering the interferometer, which is derived by providing a semisilvered mirror (114) and interfering polaroid (116) in the path of the beams up-beam of the interferometer to produce a reference signal (126). The measuring and reference signals are compared to determine the movement of the measuring arm of the interferometer. This method of determining the reference signal makes the apparatus less susceptible to temperature changes.

公开(公告)号：US5237390A

公开(公告)日：1993-08-17

申请号：US820695

申请日：1992-01-27

申请人： Raymond J. Chaney

发明人： Raymond J. Chaney

IPC分类号： G01B11/26 ,  G01D18/00

CPC分类号： G01D18/00

摘要： A rotable object table which has a stator (112) a rotor (114), and positioning servo and measuring system (16). The system (16) is calibrated using an angular interferometer and an intermediate table having stator 122 and rotor 124. Values of angular displacement of stator 124 are determined by the interferometer by solving 3 orthogonal simultaneous equations derived from the equation R+R.sub.o =K sin (.THETA.-.THETA..sub.o), and are compared with corresponding angular displacement as determined by the system (16).

摘要翻译： PCT No.PCT / GB91 / 00968 Sec。 371日期：1992年1月27日 102（e）日期1992年1月27日PCT Filed 1991年6月17日PCT Pub。 公开号WO91 / 19958 日期：1991年12月26日。一种具有定子（112），转子（114）和定位伺服和测量系统（16）的可旋转物体台。 使用角度干涉仪和具有定子122和转子124的中间台来校准系统（16）。定子124的角位移值由干涉仪确定，通过求解从等式R + Ro = K sin （THETA-THETA o），并且与由系统（16）确定的相应的角位移进行比较。

公开(公告)号：US5026163A

公开(公告)日：1991-06-25

申请号：US347047

申请日：1989-04-20

申请人： David R. McMurtry ,  Raymond J. Chaney

发明人： David R. McMurtry ,  Raymond J. Chaney

IPC分类号： G01B9/02 ,  G01B11/24 ,  G01B11/30 ,  G01D5/26

CPC分类号： G01B11/306 ,  G01B9/02097 ,  G01B2290/70

摘要： The invention relates to a straightness interferometer system, for measuring transverse deviations in the relative movement of machine parts. The preferred embodiment comprises a laser (30) which directs a single frequency laser beam, polarized in two orthogonal modes, along a principal axis P onto a beam splitter (24) which splits the beam into its two modes to provide two secondary beams (26,28). One of the secondary beams (26) is undeviated from the principal axis, the other (28) is deviated through a small angle. A roof-top reflector-prism combination (30/40) is positioned in the paths of both secondary beams in a plane normal to the principal axis, the prism being arranged to deflect the deviated beam into a direction parallel to the principal axis so that both beams are reflected back to the beam splitter where they re-combine to form a combined beam. The combined beam is passed to a detector sytem (38) for detecting interference fringes reproduced from the combined beam caused by relative change in the path lengths of the two secondary beams as the reflector undergoes movements transverse to the principal axis. Three types of beam splitter are specificaly disclosed, two of which show a further preferred feature of displacing one of the beams transversely to solve the dead path problem of a prior art system. A variety of combinations of the varous elements of the preferred system are discussed but not all are illustrated.

摘要翻译： PCT No.PCT / GB88 / 00693 Sec。 371日期：1989年4月20日 102（e）日期1989年4月20日PCT PCT 1988年8月24日PCT公布。 第WO89 / 02059号公报 日期：1989年3月9日。本发明涉及一种用于测量机器部件相对运动的横向偏差的直线性干涉仪系统。 优选实施例包括激光器（30），其将沿着主轴线P以两个正交模式偏振的单个频率激光束引导到分束器（24）上，分束器（24）将光束分成其两个模式以提供两个次级光束（26 ，28）。 副梁（26）中的一个从主轴未脱离，另一个（28）偏转小角度。 屋顶反射器 - 棱镜组合（30/40）位于垂直于主轴的平面中的两个次级光束的路径中，棱镜被布置成将偏斜的光束偏转到与主轴平行的方向，使得 两个光束被反射回到分束器，在那里它们重新组合以形成组合光束。 组合的光束被传递到检测器系统（38），用于检测当由于反射器横向于主轴线的运动时，由两个次级光束的路径长度的相对变化引起的从组合光束再现的干涉条纹。 具体公开了三种类型的分束器，其中两个示出了横向移位梁中的一个的另一个优选特征，以解决现有技术系统的死路径问题。 讨论了优选系统的气质元件的各种组合，但并不全部示出。

公开(公告)号：US5689333A

公开(公告)日：1997-11-18

申请号：US438270

申请日：1995-05-10

申请人： David N. Batchelder ,  Chunwei Cheng ,  Brian J. E. Smith ,  Raymond J. Chaney

发明人： David N. Batchelder ,  Chunwei Cheng ,  Brian J. E. Smith ,  Raymond J. Chaney

IPC分类号： G01J3/12 ,  G01J3/18 ,  G01J3/26 ,  G01J3/28 ,  G01J3/44 ,  G02B21/00

CPC分类号： G01J3/12 ,  G01J3/2803 ,  G01J3/44 ,  G02B21/004 ,  G02B21/008 ,  B82Y35/00 ,  G01J2003/1226 ,  G01J2003/123 ,  G01J3/18 ,  G01J3/26

摘要： A sample placed under a microscope is illuminated by light from a laser beam. Raman scattered light is passed back via a dichroic filter to various optical components which analyse the Raman spectrum, and thence to a CCD detector. The optical components for analysing the Raman spectrum include tunable dielectric filters in a filter wheel; a Fabry-Perot etalon; and a diffraction grating. These various components may be swapped into the optical path as desired, for example using movable mirrors, enabling the apparatus to be used very flexibly for a variety of different analysis procedures. Various novel analysis methods are also described.

摘要翻译： 置于显微镜下的样品由来自激光束的光照射。 拉曼散射光通过二向色滤光器返回到分析拉曼光谱的各种光学部件，然后到CCD检测器。 用于分析拉曼光谱的光学部件包括滤光轮中的可调介质滤光器; 法布里 - 珀罗标准具; 和衍射光栅。 这些各种组件可以根据需要被交换到光路中，例如使用可移动反射镜，使得能够非常灵活地使用该设备用于各种不同的分析过程。 还描述了各种新颖的分析方法。

公开(公告)号：US5056921A

公开(公告)日：1991-10-15

申请号：US382658

申请日：1989-08-04

申请人： Raymond J. Chaney

发明人： Raymond J. Chaney

IPC分类号： G01B9/02 ,  G01B11/00 ,  G01B11/26 ,  G01B11/30 ,  G01D5/26

CPC分类号： G01D5/266 ,  G01B11/26 ,  G01B9/02018 ,  G01B9/02019 ,  G01B2290/70

摘要： A laser inteferometer system is disclosed which is able to make measurements of any deviations in the movement of a machine component which is moving along a main movement axis. The system can measure roll, pitch, yaw, straightness, and parallelism of two tracks using a single laser beam. FIG. 1 shows an arrangement for measuring roll of a vertical machine column (2) during movement of the column along the x-axis of a machine. A straight mirror (6) is positioned on the machine bed with its longitudinal axis aligned with the x-axis, and its reflecting surface normal to the x-axis. An optical component including a polarizing beam splitter is mounted for movement with the machine column and generates from a laser beam (A), a measuring beam (B1) and a reference beam (B2) both directed at the mirror, but laterally separated in the direction of the Z axis. The reflected beams from the mirror are re-combined in the optical device to form a return beam (C) directed towwards a detector adjacent the laser (9). Any change in relative length of the beams (B1) and (B2) give a meausre of roll. Yaw can be measured by producing beams (B1) and (B2) laterally separated in the direction of movement, i.e. along the x-axis. Straightness is measure using a fixed length reference arm within the optical device. Parallelism is meausured by taking straightness measurements of both pillars (2) and (2a). Pitch can be measured by producing four beams.

摘要翻译： PCT No.PCT / GB88 / 01137 Sec。 371日期1989年8月4日 102（e）日期1989年8月4日PCT提交1988年12月20日PCT公布。 出版物WO89 / 05955 日期：1989年6月29日。公开了一种能够测量沿着主运动轴线移动的机器部件的运动中的任何偏差的激光干涉仪系统。 该系统可以使用单个激光束测量两个轨道的滚动，俯仰，偏航，平直度和平行度。 图。 图1示出了在沿着机器的x轴的列移动期间测量垂直机床（2）的辊的布置。 直立镜（6）位于机床上，其纵轴与x轴对齐，其反射面垂直于x轴。 安装包括偏振分束器的光学部件与机器列一起移动，并从激光束（A），测量光束（B1）和参考光束（B2）产生，两者都指向反射镜，但在 Z轴方向。 来自反射镜的反射光束被重新组合在光学装置中，以形成一个指向与激光（9）相邻的探测器的返回光束（C）。 梁（B1）和（B2）的相对长度的任何变化给出了滚动的最小值。 可以通过在运动方向，即沿x轴横向分离的梁（B1）和（B2）来测量偏航。 直线度是使用光学装置内的固定长度的参考臂进行的。 通过对两支柱（2）和（2a）进行直线度测量来确定平行度。 可以通过产生四个梁来测量间距。

公开(公告)号：US5004982A

公开(公告)日：1991-04-02

申请号：US555792

申请日：1990-07-23

申请人： Raymond J. Chaney ,  David R. McMurtry ,  David Wilson

发明人： Raymond J. Chaney ,  David R. McMurtry ,  David Wilson

IPC分类号： G01D5/244 ,  G01B5/00 ,  G01B21/04 ,  G01D5/245 ,  G01D5/249

CPC分类号： G01D5/2457 ,  G01B21/042 ,  G01B5/0009

摘要： A scale is fixed to one part of a position determining apparatus, and a read head is relatively movable on the other part of the apparatus. Incremental scale marks are regularly spaced along the scale and are counted in a counter to give an indication of relative position of the scale and read head. The marks may for example be recorded magnetically. Some scales are distinguishable from the other, e.g., by having different amplitudes. Positioning information can then be encoded in a binary word. This can either be absolute position values, or error correction information.

摘要翻译： 刻度固定到位置确定装置的一部分，并且读取头在装置的另一部分上相对移动。 增量刻度沿着刻度规则间隔开，并在计数器中计数，以给出刻度尺和读取头的相对位置的指示。 标记可以例如磁性地记录。 一些鳞片可以与另一种鳞片区分开，例如通过具有不同的幅度。 然后可以用二进制字编码定位信息。 这可以是绝对位置值或错误校正信息。

公开(公告)号：US4996416A

公开(公告)日：1991-02-26

申请号：US340420

申请日：1989-03-24

申请人： Raymond J. Chaney

发明人： Raymond J. Chaney

IPC分类号： G01B9/02 ,  G01J1/42 ,  G01J4/00 ,  G01J9/02

CPC分类号： G01J1/4204 ,  G01J1/4228 ,  G01J4/00 ,  G01J9/02 ,  G01J3/0262

摘要： In an optical detection system a plurality of photodiode detectors are placed in an enclosure. The enclosure has an aperature through which is directed a light beam to be analyzed. To eliminate the effect which ambient light entering the aperture would have on the detector signals, each of the detectors are arranged to be at equal distances from the aperture so that they all have the same acceptance cone angle for the light entering the aperture. Thus the ratio of signal to ambient light in the portion of the light beam reaching each detector is the same and the d.c. component of the signal produced by the detector can be easily removed in the signal conditioning electronics. The equal spacing of the detectors from the aperture is achieved in accordance with the invention by using beam splitters in the path of the beam to deflect portions of the beam to detectors which are offset from the base axis.

摘要翻译： PCT No.PCT / GB88 / 00628 Sec。 371日期：1989年3月24日 102（e）日期1989年3月24日PCT Filed 1988年7月29日PCT公布。 第WO89 / 01612号公报 日期：1989年2月23日。在光学检测系统中，多个光电二极管检测器被放置在外壳中。 外壳具有一个温度，通过该温度定向待分析的光束。 为了消除进入孔径的环境光对检测器信号的影响，每个检测器布置成与孔径相等的距离，使得它们对于进入孔的光具有相同的接受锥角。 因此，到达每个检测器的光束的部分中的信号与环境光的比率是相同的，并且d.c. 可以在信号调理电子设备中容易地去除由检测器产生的信号的分量。 根据本发明，通过在光束的路径中使用分束器将光束的部分偏转到从基轴偏移的检测器，从而实现了与孔径相等的检测器间隔。