一種便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光干涉測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種采用聲光移頻器來(lái)調(diào)節(jié)參考光與測(cè)量光的分光比的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光干涉測(cè)量由于具有非接觸、高精度的優(yōu)點(diǎn)，在工程實(shí)際中被廣泛應(yīng)用，尤其是在位移、速度測(cè)量及振動(dòng)測(cè)量等領(lǐng)域。外差法是干涉測(cè)量的一種方法，它使參考光與測(cè)量光產(chǎn)生一定的頻率差從而引入載波，干涉的被測(cè)信號(hào)就是通過(guò)這一載波來(lái)傳遞，被光電探測(cè)器接收。這一方法能夠隔絕由于外界環(huán)境干擾而引起的直流電平漂移。外差干涉中一般采用分光棱鏡作為分束裝置，將激光器發(fā)出的激光分為參考光和測(cè)量光，由于參考光與測(cè)量光不共路，會(huì)有不同程度的衰減，尤其是經(jīng)被測(cè)物反射后返回的測(cè)量光將嚴(yán)重衰減，為保證良好的干涉效果，需要對(duì)參考光和測(cè)量光的分光比進(jìn)行調(diào)節(jié)，使探測(cè)器接收到的參考光和測(cè)量光的光強(qiáng)接近，以獲取良好的干涉效果。分光比的調(diào)節(jié)一般是通過(guò)直接調(diào)整光路中的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于高精度的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)而言，測(cè)量過(guò)程中對(duì)光路元件的調(diào)節(jié)增加了測(cè)量難度，且難以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，影響測(cè)量精度。
[0003]現(xiàn)有中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 201020134455公開(kāi)了一種外差激光干涉儀光路，這種方法米用偏振分光器對(duì)激光器發(fā)出的激光進(jìn)行分光，分為參考光和測(cè)量光，米用聲光移頻器對(duì)參考光進(jìn)行調(diào)制，被調(diào)制的參考光和經(jīng)被測(cè)物反射回來(lái)的測(cè)量光再經(jīng)過(guò)另一個(gè)偏振分光器合束發(fā)生干涉后進(jìn)入光電探測(cè)器。這種方法在調(diào)節(jié)分光比時(shí)需要旋轉(zhuǎn)激光器或激光出射端元件以改變線偏振光的偏振方向，從而利用偏振分光器的特性來(lái)改變分光比，調(diào)節(jié)過(guò)程較復(fù)雜。且光路中使用了較多的光學(xué)件，導(dǎo)致光能利用率低，光路結(jié)構(gòu)所占空間較大，光路穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了一種便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)，包括激光器、偏振分光棱鏡和光電探測(cè)器，激光器用于發(fā)出線偏振光，光電探測(cè)器用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，光電探測(cè)器的前端設(shè)置有凸透鏡；其特別之處在于:激光器的前端設(shè)置有對(duì)其發(fā)出的線偏振光進(jìn)行聲光作用的聲光移頻器，聲光移頻器連接有聲光移頻器驅(qū)動(dòng)電路，線偏振光經(jīng)聲光移頻器作用后，產(chǎn)生的零級(jí)光作為測(cè)量光，產(chǎn)生的一級(jí)衍射光作為參考光，聲光移頻器驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)控制聲光移頻器產(chǎn)生的聲波的參數(shù)，來(lái)對(duì)偏振光所產(chǎn)生的零級(jí)光與一級(jí)衍射光的分光比進(jìn)行控制；
激光器、聲光移頻器和偏振分光棱鏡位于同一直線上，偏振分光棱鏡與被測(cè)物之間設(shè)置有1/4波片，測(cè)量光依次經(jīng)偏振分光棱鏡、1/4波片照射于被測(cè)物上，經(jīng)被測(cè)物反射的測(cè)量光透過(guò)1/4波片再經(jīng)偏振分光棱鏡的反射后照射于凸透鏡上；光電探測(cè)器的前端設(shè)置有反射鏡，反射鏡與光電探測(cè)器之間設(shè)置有1/2波片，參考光依次經(jīng)反射鏡的反射、1/2波片的旋轉(zhuǎn)后照射于凸透鏡上；凸透鏡將測(cè)量光和參考光匯聚于光電探測(cè)器表面并發(fā)生干涉，光電探測(cè)器將發(fā)生干涉的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)物特性的測(cè)量。
[0006]本發(fā)明的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)，所述1/2波片的光軸面的方向與參考光的偏振方向之間的夾角為45°，以實(shí)現(xiàn)對(duì)參考光90°的旋轉(zhuǎn)；偏振分光棱鏡處于最大限度地令測(cè)量光透過(guò)的方位，1/4波片的光軸面的方向與測(cè)量光的偏振方向之間的夾角為45°，以使經(jīng)被測(cè)物反射回來(lái)的測(cè)量光再次透過(guò)1/4波片后會(huì)發(fā)生90°旋轉(zhuǎn)，發(fā)生90°旋轉(zhuǎn)的測(cè)量光不會(huì)通過(guò)偏振分光棱鏡，而被其反射至凸透鏡上。
[0007]本發(fā)明的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量的被測(cè)物的特性包括位移、速度和振動(dòng)信息。
[0008]本發(fā)明的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)，所述偏振分光棱鏡由一對(duì)直角棱鏡膠合而成，一個(gè)直角棱鏡的斜面上度有金屬介質(zhì)膜，金屬介質(zhì)膜選擇性地透過(guò)入射光的P偏振分量和S偏振分量；直角棱鏡的光學(xué)表面上鍍有寬帶增透膜，以提高相應(yīng)波長(zhǎng)的透射率。
[0009]本發(fā)明的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)，所述聲光移頻器為布拉格衍射聲光調(diào)制器。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)聲光移頻器對(duì)激光器發(fā)出的線偏振光的聲光作用，利用產(chǎn)生的零級(jí)光和一級(jí)衍射光分別作為測(cè)量光和參考光，不再需要另外的分束裝置分光，光路中采用較少的光學(xué)件，提高了激光的透過(guò)率和光能利用率，有利于測(cè)量光與參考光的干涉，使得對(duì)被測(cè)物的測(cè)量更精確。通過(guò)聲光移頻器外部驅(qū)動(dòng)電路可以調(diào)節(jié)分光比，使光電探測(cè)器接收到的參考光和測(cè)量光的光強(qiáng)接近，以產(chǎn)生較好的干涉效果，同時(shí)避免了測(cè)量過(guò)程中需要調(diào)節(jié)光路元件的問(wèn)題，更具有實(shí)用性。同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)具有更小、更輕、便更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使用更加方便。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1激光器，2聲光移頻器，3反射鏡，4 1/2波片，5 1/4波片，6被測(cè)物，7聲光移頻器驅(qū)動(dòng)電路，8凸透鏡，9光電探測(cè)器，10偏振分光棱鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖1所示，給出了本發(fā)明的外差干涉測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括激光器1、聲光移頻器2、聲光移頻器驅(qū)動(dòng)電路7、偏振分光棱鏡10、1/4波片5、反射鏡3、1/2波片4、凸透鏡8、光電探測(cè)器9 ;激光器1用于產(chǎn)生線偏振光，激光器1、聲光移頻器2、偏振分光棱鏡10、1/4波片5位于同一直線上，線偏振光照射于聲光移頻器2上之后，經(jīng)聲光移頻器2的聲光作用后產(chǎn)生零級(jí)光和一級(jí)衍射光，零級(jí)光作為測(cè)量光，一級(jí)衍射光作為參考光。聲光移頻器驅(qū)動(dòng)電路7可對(duì)聲光移頻器2產(chǎn)生的聲波進(jìn)行控制，