專利名稱：時(shí)間分辨的單光柵干涉儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感和探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種時(shí)間分辨的單光柵 干涉儀，這類干涉儀通常由一平面透明光柵(如平面玻璃光柵)、 一平面 反射鏡、 一光源、 一個(gè)或多個(gè)探測(cè)器共同組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高， 可以廣泛地應(yīng)用于信息科學(xué)領(lǐng)域，尤其是傳感和探測(cè)技術(shù)中，例如測(cè)定 溫度、位移、聲波、振動(dòng)、液體和氣體的折射率、溶液濃度以及薄膜光 學(xué)厚度等，也可以用來(lái)制備生物或化學(xué)傳感器。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)的電學(xué)測(cè)量?jī)x器相比，光學(xué)測(cè)量?jī)x器具有靈敏度高、抗電磁 干擾、體積小質(zhì)量輕、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。而在眾多的光學(xué)測(cè)量?jī)x器中， 干涉儀又是最敏感最精確的測(cè)量?jī)x器之一。光學(xué)干涉儀分為空間分辨和 時(shí)間分辨兩種類型，現(xiàn)有的光柵干涉儀主要為空間分辨型，用于二維成 像，表面形貌和表面壓力分析等，其中有一些是基于單光柵的空間干涉
例如2006年Cruz Meneses-Fabian等人利用光柵作為空間濾波器進(jìn) 行二維空間相位狀態(tài)提取[Cruz Meneses-Fabian ， Gustavo Rodriguez-Zurita， Jose F. Vazquez-Castillo, Carlos Robledo-Sanchez, Victor Arrizon， Optics Communications 264 (2006) 13—17]; 2006年Lorenzo Juarez P.等人 使用單衍射光柵制成三高斯光束干涉儀探測(cè)光學(xué)平滑表面的形貌[Lorenzo Juarez P.， Moises Cywiak， Bernardino Barrientos, J.M. Flores Moreno, Optics Communications 268 (2006) 209—214]; 2007年Cheng-Chih Hsu等人使用 外差光柵干涉儀來(lái)測(cè)量一維和二維空間的位移[Cheng-Chih Hsu, Chyan-Chyi Wu , Ju-Yi Lee， Hui-Yi Chen, Han-FuWeng， Optics Communications 281 (2008)2582-2589]。
空間分辨型光柵干涉儀需要利用價(jià)格昂貴的高分辨率CCD相機(jī)來(lái)觀察和記錄干涉條紋的分布和變化，與之相比，時(shí)間干涉的條紋極易被探 測(cè)，比如使用一個(gè)廉價(jià)的光電二極管即可探測(cè)。
據(jù)我們所知，除了幾種典型的干涉儀如法布里-珀羅干涉儀、邁克耳
遜干涉儀、Mach-Zehnder干涉儀和瑞利干涉儀之外，時(shí)間分辨型光柵干 涉儀迄今未見報(bào)道。
本發(fā)明提供的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀與之前由本發(fā)明同一申請(qǐng)人 提出的時(shí)間分辨型雙光柵干涉儀一樣，可以填補(bǔ)這一技術(shù)空白，而且比 雙光柵干涉儀更為優(yōu)越的是單光柵干涉儀使用的器件更少，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單 緊湊，靈敏度也更高，穩(wěn)定性更好，更容易操作。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問(wèn)題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、靈敏度 高、穩(wěn)定性好、容易操作的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，以填補(bǔ)時(shí)間分辨 型單光柵干涉儀缺失的空白。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，包 括一平面透明光柵、 一平面反射鏡， 一光源和至少一個(gè)光探測(cè)器；
所述光源置于平面透明光柵的一側(cè)，發(fā)出的平行光通過(guò)所述平面透 明光柵時(shí)，在所述平面透明光柵的兩側(cè)分別產(chǎn)生一組衍射光束，其中一 組為反射衍射光束，另一組為透射衍射光束；
在與所述反射衍射光束或透射衍射光束中任一級(jí)衍射光垂直的方向 上設(shè)置所述平面反射鏡，使該級(jí)衍射光沿原路返回所述平面透明光柵， 并在所述平面透明光柵的兩側(cè)再次分別產(chǎn)生一組衍射光束，其中一組為 反射衍射光束，另一組為透射衍射光束；這兩組衍射光束與第一次產(chǎn)生 的兩組衍射光束完全重合，形成具有一定相位差且時(shí)間相干的干涉光；
所述光探測(cè)器置于平面透明光柵的任一側(cè)，接收并探測(cè)至少一束所 述干涉光。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述平面反射鏡與所述光源置于平面透明光柵的異側(cè)，所述第一次產(chǎn)生的兩組衍射光束分別與所述第二 次產(chǎn)生的兩組衍射光束重合，形成具有一定相位差且時(shí)間相干的干涉光 時(shí)，且所述第一次產(chǎn)生的透射衍射光束與第二次產(chǎn)生的反射衍射光束重 合，所述第一次產(chǎn)生的反射衍射光束與第二次產(chǎn)生的透射衍射光束重合。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述平面反射鏡與所述光源置于 平面透明光柵的同側(cè)，所述第一次產(chǎn)生的兩組衍射光束分別與所述第二 次產(chǎn)生的兩組衍射光束重合，形成具有一定相位差且時(shí)間相干的干涉光 時(shí)，且所述第一次產(chǎn)生的反射衍射光束與第二次產(chǎn)生的反射衍射光束重 合，所述第一次產(chǎn)生的透射衍射光束與第二次產(chǎn)生的透射衍射光束重合。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述平面反射鏡與所述平面透明 光柵之間進(jìn)一步設(shè)置一透明樣品池，來(lái)自所述平面透明光柵的某級(jí)衍射 光束在被反射前和反射后垂直穿透該透明樣品池，在該透明樣品池中注 入待分析的液體或氣體試樣，通過(guò)監(jiān)測(cè)任一干涉光束相位的變化，實(shí)現(xiàn) 對(duì)該透明樣品池中試樣的分析。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述平面反射鏡與所述平面透明 光柵之間進(jìn)一步設(shè)置一薄膜樣品，來(lái)自所述平面透明光柵的某級(jí)衍射光 束在被反射前和反射后垂直穿透該薄膜樣品，旋轉(zhuǎn)薄膜樣品改變?nèi)肷浣?度，同時(shí)監(jiān)測(cè)任一干涉光束相位的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)該薄膜樣品光學(xué)厚度的
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，平行移動(dòng)所述平面反射鏡，監(jiān)測(cè) 任一干涉光束相位的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)該平面反射鏡極其微小的距離變化的
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，利用在所述平面透明光柵與所述 平面反射鏡之間空氣密度的變化對(duì)干涉光相位的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲波、水 聲、振動(dòng)的探測(cè)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，利用微機(jī)械加工工藝將所述平面 透明光柵與所述平面反射鏡制作在同一基板上，形成微小型單光柵干涉 儀。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述平面透明光柵為平面玻璃光(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明提供的這種時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，由一平面透明光柵(如 平面玻璃光柵)、 一平面反射鏡、 一光源、 一個(gè)或多個(gè)探測(cè)器共同組成， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，靈敏度高，穩(wěn)定性好，容易操作，可以廣泛地應(yīng)用于信 息科學(xué)領(lǐng)域，尤其是傳感和探測(cè)技術(shù)中，例如測(cè)定溫度、位移、聲波、 振動(dòng)、液體和氣體的折射率、溶液濃度以及薄膜光學(xué)厚度等，也可以用 來(lái)制備生物或化學(xué)傳感器，填補(bǔ)了時(shí)間分辨型單光柵干涉儀缺失的空白。


圖1是本發(fā)明提供的用于氣體、化學(xué)和生物分析的時(shí)間分辨的單光
柵干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖2是用于測(cè)量位移的單光柵干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖3是反射鏡與光源在光柵同一側(cè)的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀的結(jié)
構(gòu)示意圖4是時(shí)間分辨的單光柵干涉儀信號(hào)對(duì)聲波的響應(yīng)示意圖； 圖5是通過(guò)旋轉(zhuǎn)玻璃片改變?nèi)肷浣嵌淖児獬滩畹氖疽鈭D； 圖6 (a)是理論計(jì)算獲得的干涉光強(qiáng)度與圖5所示的入射角的依賴 關(guān)系的示意圖6 (b)是在改變圖5所示的入射角的過(guò)程中測(cè)得的干涉光強(qiáng)度隨 時(shí)間的變化的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體 實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的用于氣體、化學(xué)和生物分析的時(shí) 間分辨的單光柵干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖，用來(lái)監(jiān)測(cè)樣品池內(nèi)物質(zhì)的物理或 化學(xué)變化，其中1為平面透明光柵，2為平面反射鏡，3為光探測(cè)器，4 為光源，5為樣品池。所述平面透明光柵一般為平面玻璃光柵。本發(fā)明提供的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀包括 一平面透明光柵1、 一 平面反射鏡2， 一光源4和至少一個(gè)光探測(cè)器3。
其中，所述光源4置于平面透明光柵1的一側(cè)，發(fā)出的平行光通過(guò) 所述平面透明光柵1時(shí)，在所述平面透明光柵1的兩側(cè)分別產(chǎn)生一組衍 射光束，其中一組為反射衍射光束，另一組為透射衍射光束。
在與所述反射衍射光束或透射衍射光束中任一級(jí)衍射光垂直的方向
上設(shè)置所述平面反射鏡2，使該級(jí)衍射光束沿原路返回所述平面透明光柵
1，并在所述平面透明光柵1的兩側(cè)再次分別產(chǎn)生一組衍射光束，其中一
組為反射衍射光束，另一組為透射衍射光束；所述第一次產(chǎn)生的兩組衍
射光束分別與所述第二次產(chǎn)生的兩組衍射光束重合，形成具有一定相位 差且時(shí)間相干的干涉光。
所述光探測(cè)器3置于平面透明光柵1的任一側(cè)，接收并探測(cè)至少一 束所述干涉光。
在圖1中，由光源發(fā)出的平行光照射到平面透明光柵上產(chǎn)生衍射， 在光柵兩側(cè)各產(chǎn)生一組衍射光束，其中一組為反射衍射光束，另一組為 透射衍射光束。選取第一級(jí)衍射光使之透過(guò)樣品池后經(jīng)平面反射鏡反射 并沿原路返回，該反射光束透過(guò)樣品池后照射到平面透明光柵的同一位 置后再次發(fā)生衍射，其透射衍射光束與第一次產(chǎn)生的反射衍射光束完全 重合，即第二次產(chǎn)生的透射衍射的零級(jí)衍射光束與第一次產(chǎn)生的反射衍 射的第一級(jí)衍射光束重合，即該光束包含兩個(gè)成分。來(lái)自平面透明光柵 的多個(gè)衍射光束可以提供多束時(shí)間相干光束用于測(cè)量。
圖1所示這類干涉儀稍作變化就可以用來(lái)測(cè)量極其微小的位移變化， 例如圖2是使用本發(fā)明中單光柵干涉儀測(cè)量位移的示意圖，相應(yīng)的器件 與圖1相同，通過(guò)平行移動(dòng)平面反射鏡達(dá)到改變被測(cè)光束兩成分之間相 位差的目的，從而對(duì)平面反射鏡的極其微小的位置變化進(jìn)行測(cè)量。
另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，平面反射鏡和光探測(cè)器可以交換位置，即 所述平面反射鏡與所述光源可置于平面透明光柵的同側(cè)或異側(cè)。如圖3 所示，相應(yīng)的器件與圖1相同，光源發(fā)出的平行光入射到平面透明光柵 上，產(chǎn)生一組透射衍射光束，和一組反射衍射光束，我們選取某級(jí)反射 衍射光使之通過(guò)樣品池，然后被平面反射鏡反射后再次通過(guò)樣品池并照
8射在光柵的同一位置而再次發(fā)生衍射，在平面透明光柵兩側(cè)分別形成一 組衍射光束。這兩組衍射光束與第一次產(chǎn)生的衍射形成的光束將完全重 合，這樣在光柵的兩側(cè)可以得到多束干涉光，每一束光包含兩個(gè)成分， 這兩個(gè)成分的相位差是時(shí)間分辨的。同樣，這種結(jié)構(gòu)也可以用類似圖2 的方法來(lái)測(cè)量位移。
當(dāng)所述平面反射鏡與所述光源置于平面透明光柵的異側(cè)時(shí)，所述第 一次產(chǎn)生的透射衍射光束與第二次產(chǎn)生的反射衍射光束重合，所述第一 次產(chǎn)生的反射衍射光束與第二次產(chǎn)生的透射衍射光束重合。
當(dāng)所述平面反射鏡與所述光源置于平面透明光柵的同側(cè)時(shí)，所述第 一次產(chǎn)生的反射衍射光束與第二次產(chǎn)生的反射衍射光束重合，所述第一 次產(chǎn)生的透射衍射光束與第二次產(chǎn)生的透射衍射光束重合。
根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蛐枨筮@類單光柵干涉儀還可以應(yīng)用在更廣泛 的測(cè)量領(lǐng)域，比如物理上測(cè)定溫度、聲波、振動(dòng)、薄膜光學(xué)厚度，化學(xué)
上測(cè)量液體和氣體折射率、溶液濃度、混合氣體濃度以及生物上監(jiān)測(cè)DNA
或蛋白質(zhì)分子的表面吸附動(dòng)力學(xué)規(guī)律等。
例如，在所述平面反射鏡與所述平面透明光柵之間進(jìn)一步設(shè)置一透 明樣品池，來(lái)自所述平面透明光柵的某級(jí)衍射光束在被反射前和反射后 垂直穿透該透明樣品池，在該透明樣品池中注入待分析的液體或氣體試 樣，通過(guò)監(jiān)測(cè)任一干涉光束相位的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)該透明樣品池中試樣的 分析。
或者，在所述平面反射鏡與所述平面透明光柵之間進(jìn)一步設(shè)置一薄 膜樣品，來(lái)自所述平面透明光柵的某級(jí)衍射光束在被反射前和反射后垂 直穿透該薄膜樣品，旋轉(zhuǎn)薄膜樣品改變?nèi)肷浣嵌?，同時(shí)監(jiān)測(cè)任一干涉光 束相位的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)該薄膜樣品光學(xué)厚度的測(cè)定。
或者，平行移動(dòng)所述平面反射鏡，監(jiān)測(cè)任一干涉光束相位的變化， 實(shí)現(xiàn)對(duì)該平面反射鏡極其微小的距離變化的測(cè)定。
或者，利用在所述平面透明光柵與所述平面反射鏡之間空氣密度的 變化對(duì)干涉光相位的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲波、水聲、振動(dòng)的探測(cè)。
另外，本發(fā)明利用微機(jī)械加工工藝將所述平面透明光柵與所述平面 反射鏡制作在同一基板上，形成微小型單光柵干涉儀。由于時(shí)間分辨的單光柵干涉儀非常敏感，為了避免非正常擾動(dòng)影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程在充氣防震的光學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行。圖4是測(cè)得的 干涉信號(hào)對(duì)聲波的響應(yīng)，這里聲波來(lái)自于人為說(shuō)話聲，可以看出單光柵 干涉儀可以用來(lái)進(jìn)行聲波、噪聲和振動(dòng)檢測(cè)。
實(shí)際應(yīng)用中，在平面透明光柵和平面反射鏡之間放置一個(gè)透明樣品 池，使某級(jí)衍射光及其反射光透過(guò)樣品池。如果樣品池內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生變 化，比如改變樣品池內(nèi)液體的折射率，那么每一束干涉光所包含的兩個(gè) 成分的相位差也將因此而改變，這時(shí)若利用光探測(cè)器監(jiān)測(cè)任一束干涉光 的相位差隨時(shí)間的變化，就能探測(cè)到樣品池內(nèi)的物理或化學(xué)變化。
下文及附圖描述了實(shí)際操作過(guò)程
首先，用一個(gè)玻璃片代替樣品池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，固定玻璃片的中心， 然后旋轉(zhuǎn)玻璃片以達(dá)到改變光束入射角的目的，其實(shí)質(zhì)是改變了被探測(cè) 光束所包含的兩成分的光程差，這與改變樣品池中待測(cè)溶液或混合氣體 濃度所達(dá)到的目的是相同的。為了減小相位差變化受溫度的影響，選用
厚度為10(Him的薄膜玻璃片。如圖5所示，當(dāng)玻璃片旋轉(zhuǎn)時(shí)光程差的計(jì)
算與雙光柵干涉儀的情況一樣。不同的是光束兩次經(jīng)過(guò)玻璃片，光程差 的變化量是雙光柵干涉儀情況下的兩倍，這樣靈敏度也相應(yīng)提高了一倍。
通過(guò)理論計(jì)算可以得到Ad^^x2[d-/,+"(/2-力],d是玻璃片厚度，n是玻
義
璃片折射率，X是所使用的光的波長(zhǎng)，其中/、和/2是不同角度情況下光走
過(guò)的某段距離，可表示為/2=-" sii^ ， /,4cos[^arcsin(，)]， 0
cos[arcsin(———)]
是光束的入射角。在實(shí)驗(yàn)中我們使用波長(zhǎng)為632.8納米的激光。
由于干涉光強(qiáng)/ = /1+/2+27^面，，當(dāng)被探測(cè)光束的兩成分強(qiáng)度相
等或接近時(shí)，根據(jù)這些式子，可以得到探測(cè)光強(qiáng)度相對(duì)于入射角變化的 理論曲線，例如，當(dāng)入射角從0l變化到25°時(shí)，理論計(jì)算所得的曲線如圖6 (a)所示。實(shí)驗(yàn)中，將玻璃片固定在旋轉(zhuǎn)的測(cè)角儀上，同樣從垂直
入射開始旋轉(zhuǎn)25°角，然后用光探測(cè)器記錄干涉光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化，測(cè)得的曲線如圖6 (b)所示，可以看出實(shí)驗(yàn)測(cè)量值與理論計(jì)算值符合的很好。
如果將玻璃片換成裝有液體的樣品池，通過(guò)改變液體的折射率相信可以獲得同樣成功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這類時(shí)間相干的單光柵干涉儀與之前由本發(fā)明同一申請(qǐng)人提出的時(shí)間相干的雙光柵干涉儀相比進(jìn)一步提高了靈敏度，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，在傳感和探測(cè)技術(shù)方面有很大的潛力，可以廣泛地應(yīng)用于物理、生物、化學(xué)等領(lǐng)域。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而己，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于，包括一平面透明光柵、一平面反射鏡，一光源和至少一個(gè)光探測(cè)器；所述光源置于平面透明光柵的一側(cè)，發(fā)出的平行光通過(guò)所述平面透明光柵時(shí)，在所述平面透明光柵的兩側(cè)分別產(chǎn)生一組衍射光束，其中一組為反射衍射光束，另一組為透射衍射光束；在與所述反射衍射光束或透射衍射光束中任一級(jí)衍射光垂直的方向上設(shè)置所述平面反射鏡，使該級(jí)衍射光沿原路返回所述平面透明光柵，并在所述平面透明光柵的兩側(cè)分別再次產(chǎn)生一組衍射光束，其中一組為反射衍射光束，另一組為透射衍射光束；這兩組衍射光束與第一次產(chǎn)生的兩組衍射光束完全重合，形成具有一定相位差且時(shí)間相干的干涉光；所述光探測(cè)器置于平面透明光柵的任一側(cè)，接收并探測(cè)至少一束所述干涉光。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于， 所述平面反射鏡與所述光源置于平面透明光柵的異側(cè)，所述第一次產(chǎn)生 的兩組衍射光束分別與所述第二次產(chǎn)生的兩組衍射光束重合，形成具有 一定相位差且時(shí)間相干的干涉光時(shí)，且所述第一次產(chǎn)生的透射衍射光束 與第二次產(chǎn)生的反射衍射光束重合，所述第一次產(chǎn)生的反射衍射光束與 第二次產(chǎn)生的透射衍射光束重合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于， 所述平面反射鏡與所述光源置于平面透明光柵的同側(cè)，所述第一次產(chǎn)生 的兩組衍射光束分別與所述第二次產(chǎn)生的兩組衍射光束重合，形成具有 一定相位差且時(shí)間相干的干涉光時(shí)，且所述第一次產(chǎn)生的反射衍射光束 與第二次產(chǎn)生的反射衍射光束重合，所述第一次產(chǎn)生的透射衍射光束與 第二次產(chǎn)生的透射衍射光束重合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于， 所述平面反射鏡與所述平面透明光柵之間進(jìn)一步設(shè)置一透明樣品池，來(lái) 自所述平面透明光柵的某級(jí)衍射光束在被反射前和反射后垂直穿透該透 明樣品池，在該透明樣品池中注入待分析的液體或氣體試樣，通過(guò)監(jiān)測(cè)任一干涉光束相位的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)該透明樣品池中試樣的分析。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于， 所述平面反射鏡與所述平面透明光柵之間進(jìn)一步設(shè)置一薄膜樣品，來(lái)自 所述平面透明光柵的某級(jí)衍射光束在被反射前和反射后垂直穿透該薄膜 樣品，旋轉(zhuǎn)薄膜樣品改變?nèi)肷浣嵌龋瑫r(shí)監(jiān)測(cè)任一干涉光束相位的變化， 實(shí)現(xiàn)對(duì)該薄膜樣品光學(xué)厚度的測(cè)定。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于， 平行移動(dòng)所述平面反射鏡，監(jiān)測(cè)任一干涉光束相位的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)該平 面反射鏡極其微小的距離變化的測(cè)定。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于，利用在所述平面透明光柵與所述平面反射鏡之間空氣密度的變化對(duì)千涉 光相位的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲波、水聲、振動(dòng)的探測(cè)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于， 利用微機(jī)械加工工藝將所述平面透明光柵與所述平面反射鏡制作在同一 基板上，形成微小型單光柵干涉儀。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，其特征在于， 所述平面透明光柵為平面玻璃光柵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時(shí)間分辨的單光柵干涉儀，包括一平面透明光柵、一平面反射鏡，一光源和至少一個(gè)光探測(cè)器；光源置于平面透明光柵的一側(cè)，發(fā)出的平行光通過(guò)平面透明光柵時(shí)，在平面透明光柵的兩側(cè)分別產(chǎn)生一組衍射光束；在與其中一組衍射光束的任一級(jí)衍射光垂直的方向上設(shè)置平面反射鏡，使該級(jí)衍射光沿原路返回平面透明光柵，并在平面透明光柵的兩側(cè)再次分別產(chǎn)生一組衍射光束；這兩組衍射光束與第一次產(chǎn)生的兩組衍射光束完全重合，每一束衍射光包含兩個(gè)不同相位的成份，形成具有一定相位差且時(shí)間相干的干涉光；光探測(cè)器置于平面透明光柵的任一側(cè)，接收并探測(cè)至少一束干涉光。該時(shí)間分辨的單光柵干涉儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，靈敏度高，穩(wěn)定性好，容易操作。
文檔編號(hào)G01H9/00GK101592472SQ20081011329
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月28日
發(fā)明者夏善紅, 祁志美, 琳 鄧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所