專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，屬于光學(xué) 測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在通常的光學(xué)測(cè)量過(guò)程中，往往需要通過(guò)增加光程差的方法來(lái)達(dá)到提高測(cè)量精度 的目的。以邁克爾遜干涉儀應(yīng)用于光學(xué)測(cè)量過(guò)程為例，可以設(shè)法將待測(cè)的物理量轉(zhuǎn)化 為邁克爾遜干涉儀中動(dòng)鏡的位移A而此位移量"使干涉儀中由分束鏡分開(kāi)的兩束光
產(chǎn)生2d的光程差，進(jìn)一步依據(jù)光程差所引起的干涉條紋的偏移可以求出待測(cè)物理量的 值。由于最終的待測(cè)量由干涉條紋解調(diào)得到，如果同樣大小的動(dòng)鏡位移d能夠使干涉 儀中兩束光產(chǎn)生更大的光程差，則干涉條紋的偏移量將增大，干涉儀的測(cè)量精度可以 進(jìn)一步提高。
原有的測(cè)量裝置中，采用光束多次反射的方法，通過(guò)移動(dòng)反射鏡可以達(dá)到大幅度 增加光程的目的，但是經(jīng)過(guò)多次反射后光束角度難以控制，并且總光程不易精確計(jì)算， 同時(shí)該裝置也不適合應(yīng)用于類(lèi)似邁克爾遜干涉儀光路結(jié)構(gòu)的光學(xué)測(cè)量過(guò)程中。由于從 移動(dòng)反射鏡反射回來(lái)的光束與光束入射時(shí)的角度不能實(shí)現(xiàn)一致(因?yàn)?，在保證光束強(qiáng) 度盡可能不衰減的條件下無(wú)法做到由移動(dòng)反射鏡垂直反射)，所以相同的動(dòng)鏡位移難以 產(chǎn)生較大的光程，所以在實(shí)際應(yīng)用中不能夠帶來(lái)極大方便。 發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題
為了克服現(xiàn)有技術(shù)光程較小，影響測(cè)量精度的困難，本實(shí)用新型提出一種在光學(xué) 測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，通過(guò)倍增光程以達(dá)到提高光學(xué)測(cè)量精度的 目的。
技術(shù)方案
3本實(shí)用新型提出的一種在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，技術(shù)特 征在于包括外腔式激光器、偏振分光器件、旋光器件、反射鏡和與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反 射體；在外腔式激光器和與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體的光路中依次設(shè)置偏振分光器件和
旋光器件，反射鏡與偏振分光器件反射過(guò)來(lái)的光路垂直設(shè)置，與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射
體垂直于入射偏振光方向放置；調(diào)整偏振分光器件使入射平面偏振光完全透射，并使 偏振方向與之正交的平面偏振光完全反射；調(diào)整旋光器件使穿過(guò)該器件并沿原路返回 再次穿過(guò)該偏振器件的偏振光偏振方向沿某一方向旋轉(zhuǎn)90。角。
所述的偏振分光器件為一能夠使入射激光束不同偏振方向的光束透射或者反射的 光學(xué)器件，為偏振分光棱鏡、介質(zhì)膜偏振分光鏡或偏振衍射分光光柵。
所述的旋光器件為一能夠改變偏振光偏振方向的光學(xué)器件，為法拉第旋光器或與 入射平面偏振光波長(zhǎng)相匹配的四分之一波片。
所述反射鏡為可以將入射平面偏振光完全反射的反射鏡。
所述與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體為可以將入射平面偏振光完全反射或者部分反射的 反射鏡或反射膜。
本實(shí)用新型的有益效果是當(dāng)待測(cè)的物理量，如壓電陶瓷的電致伸縮、物體的微 小位移等，使與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7移動(dòng)位移d時(shí)，由與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體 7、反射鏡5與外腔式激光器2所構(gòu)成的激光器諧振腔的實(shí)際腔長(zhǎng)改變2d。因此與被 測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7每移動(dòng)四分之一波長(zhǎng)，光學(xué)自混合干涉的輸出信號(hào)，即出射單 色平面偏振光l產(chǎn)生一個(gè)條紋跳動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)中的普通光學(xué)自混合裝置，與被測(cè)物體 聯(lián)動(dòng)的反射體7每移動(dòng)二分之一波長(zhǎng)，光學(xué)自混合干涉的輸出信號(hào)即所述出射單色平 面偏振光l產(chǎn)生一個(gè)條紋跳動(dòng)。可見(jiàn)，本實(shí)施例可以將測(cè)量精度提高一倍。


圖1是本實(shí)用新型在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。-圖中，1-出射單色平面偏振光、2-外腔式激光器、3-入射單色平面偏振光、4-偏振 分光棱鏡、5-介質(zhì)膜反射鏡、6-四分之一波片、7-與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例請(qǐng)參閱圖l，本實(shí)施例包括外腔式激光器2、偏振分光器件4、旋光器件、
反射鏡5和與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7;在外腔式激光器2和與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射 體7的光路中依次設(shè)置偏振分光器件和旋光器件，反射鏡5于偏振分光器件4的反射 光路中垂直設(shè)置；與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7垂直于入射偏振光方向放置；所述的偏 振分光器件采用偏振分光棱鏡4，旋光器件采用光學(xué)薄膜鍍的四分之一波片6，反射鏡 采用介質(zhì)膜反射鏡5;調(diào)整偏振分光棱鏡4使入射平面偏振光完全透射并使偏振方向 與之正交的平面偏振光完全反射；調(diào)整四分之一波片6使光軸與入射平面偏振光的偏 振方向呈45。角放置，穿過(guò)該器件之后的平面偏振光完全轉(zhuǎn)化為圓偏振光。 所述的四分之一波片6為一鍍于偏振分光棱鏡4 一側(cè)表面的光學(xué)薄膜。 本實(shí)施例的工作過(guò)程為外腔式激光器2發(fā)出波長(zhǎng)單一的入射單色平面偏振光3， 完全穿過(guò)該偏振分光棱鏡4并到達(dá)光軸與其偏振方向呈45。角放置的光學(xué)薄膜鍍的四 分之一波片6，成為圓偏振光后垂直照射與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7;被與被測(cè)物體聯(lián) 動(dòng)的反射體7反射回到光學(xué)薄膜鍍的四分之一波片6，透過(guò)該光學(xué)薄膜鍍的四分之一 波片后，成為與初始入射單色平面偏振光3偏振方向正交的平面偏振光；該平面偏振 光再次到達(dá)偏振分光棱鏡4并被全部反射后，垂直照射介質(zhì)膜反射鏡5并被反射再次 回到偏振分光棱鏡4;經(jīng)偏振分光棱鏡4全部反射后穿過(guò)光學(xué)薄膜鍍的四分之一波片6， 經(jīng)與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7垂直反射再次穿過(guò)光學(xué)薄膜鍍的四分之一波片后，成為 與初始入射單色平面偏振光3偏振方向一致的平面偏振光；該平面偏振光穿過(guò)偏振分 光棱鏡4后返回外腔式激光器2，調(diào)制外腔式激光器2內(nèi)的光束，形成光學(xué)自混合干 涉。光學(xué)自混合干涉的輸出信號(hào)即出射單色平面偏振光l由外腔式激光器2的另外一
5端輸出。
本實(shí)施例在光學(xué)測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)待測(cè)的物理量，如壓電陶瓷的電致伸縮、物體的
微小位移等，使與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7移動(dòng)位移d時(shí)，由與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射 體7、介質(zhì)膜反射鏡5與外腔式激光器2所構(gòu)成的激光器諧振腔的實(shí)際腔長(zhǎng)改變2d。 因此與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7每移動(dòng)四分之一波長(zhǎng)，光學(xué)自混合干涉的輸出信號(hào)， 即出射單色平面偏振光1產(chǎn)生一個(gè)條紋跳動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)中的普通光學(xué)自混合裝置，與 被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7每移動(dòng)二分之一波長(zhǎng)，光學(xué)自混合干涉的輸出信號(hào)即所述出 射單色平面偏振光1產(chǎn)生一個(gè)條紋跳動(dòng)。可見(jiàn)，本實(shí)施例可以將測(cè)量精度提高一倍。
權(quán)利要求1.一種在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，其特征在于包括外腔式激光器(2)、偏振分光器件、旋光器件、反射鏡(5)和與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體(7)；在外腔式激光器(2)和與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體(7)的光路中依次設(shè)置偏振分光器件和旋光器件，反射鏡(5)與偏振分光器件反射過(guò)來(lái)的光路垂直設(shè)置，與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體(7)垂直于入射偏振光方向放置；調(diào)整偏振分光器件(4)使入射平面偏振光完全透射，并使偏振方向與之正交的平面偏振光完全反射；調(diào)整旋光器件使穿過(guò)該器件并沿原路返回再次穿過(guò)該偏振器件的偏振光偏振方向沿某一方向旋轉(zhuǎn)90°角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，其特征在于所述的偏振分光器件為偏振分光棱鏡、介質(zhì)膜偏振分光鏡或偏振衍射分光
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，其特征在于所述的旋光器件為法拉第旋光器或與入射平面偏振光波長(zhǎng)相匹配的四分之一波片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，其特征在于所述的反射鏡為將入射平面偏振光完全反射的反射鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，其特征在于所述的與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體為將入射平面偏振光完全反射或者部分反射的反射鏡或反射膜。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種在光學(xué)測(cè)量中實(shí)現(xiàn)自混合干涉的光程四倍增裝置，技術(shù)特征在于在外腔式激光器2和與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體的光路中依次設(shè)置偏振分光器件和旋光器件，反射鏡與偏振分光器件反射過(guò)來(lái)的光路垂直設(shè)置，與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射垂直于入射偏振光方向放置。有益效果是當(dāng)待測(cè)的物理量，如壓電陶瓷的電致伸縮、物體的微小位移等，使與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7移動(dòng)位移d時(shí)，與被測(cè)物體聯(lián)動(dòng)的反射體7每移動(dòng)四分之一波長(zhǎng)，光學(xué)自混合干涉的輸出信號(hào)，即出射單色平面偏振光1產(chǎn)生一個(gè)條紋跳動(dòng)。光學(xué)自混合干涉的輸出信號(hào)即所述出射單色平面偏振光1產(chǎn)生一個(gè)條紋跳動(dòng)?？梢?jiàn)，本實(shí)用新型可以將測(cè)量精度提高一倍。
文檔編號(hào)G01B11/02GK201407992SQ200920031978
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者楠 底, 趙建林, 邸江磊 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)