[發明專利]基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法

無效

• 申請號: 200810034530.2
• 申請日: 2008-03-13
• 公開（公告）號: CN101241017A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 王毅;曹莊琪;余天一;李紅根;沈啟瞬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01D5/28
• 分類號: G01D5/28;G02B6/13;G02B1/10
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1、一種基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征在于，將高平行度的激光入射到沉積在棱鏡上的金屬膜-空氣隙-沉積在光學玻璃片上的金屬膜組成的雙面金屬包覆波導結構中，在滿足相位匹配條件時，激光耦合進入波導中引起反射光相位相對于入射光相位產生急劇變化，從而導致反射光束古斯漢欣位移大大增強，利用這個位移對導波層空氣隙厚度變化非常敏感的特性，通過檢測反射光古斯漢欣位移的變化來測量光學玻璃片相對于棱鏡位置的改變，從而實現對待測物體位移大小的測量。

2、根據權利要求1所述的基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征是，包括以下步驟：

第一步：制作雙面金屬包覆波導，形成沉積在棱鏡上的金屬膜-空氣隙-沉積在光學玻璃片上的金屬膜組成的雙面金屬包覆波導結構，在拋光后的棱鏡底面和光學玻璃片上濺射鍍金屬膜，通過金屬支架將鍍上金屬膜的棱鏡和光學玻璃片固定組裝，其中兩層金屬膜之間的空氣隙即為導波層；

第二步：將雙面金屬包覆波導結構安裝在光學旋轉平臺的上轉盤上，使棱鏡底面經過旋轉平臺的中心軸，將光電探測器固定在光學旋轉平臺的下轉盤上，使得激光束、棱鏡底面法線與光電探測器中心在同一平面內，并使激光器與光電探測器關于雙面金屬包覆波導結構中心軸對稱；

第三步：將高平行度激光束先后通過偏振片和小孔，選擇入射角使激光入射到棱鏡上，入射角選擇在一個共振吸收峰的頂端，偏振方式選擇橫電波或橫磁波；

第四步：調節一維位置敏感探測器的位置使反射光垂直入射到一維位置敏感探測器的中心，調節可調諧激光器的入射波長，選擇波長在能激發增強古斯漢欣位移峰的范圍內，并處于古斯漢欣位移峰的下降沿；

第五步：當光學玻璃片受到外力時，利用一維位置敏感探測器測量從棱鏡底面反射的激光束相對于入射光的側向古斯漢欣位移，根據古斯漢欣位移的變化實時計算得到待測物體的位移。

3、根據權利要求1或2所述的基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征是，所述金屬膜，其金屬材料選擇金或銀。

4、根據權利要求1或2所述的基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征是，沉積在棱鏡上的金屬膜厚度為15nm～25nm。

5、根據權利要求1或2所述的基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征是，沉積在光學玻璃片上的金屬膜厚度為150nm～300nm。

6、根據權利要求1或2所述的基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征是，導波層厚度為0.1mm～1mm。

7、根據權利要求2所述的基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征是，激光在光波導上的入射角選擇在3°～8°之間的吸收峰頂端。

8、根據權利要求2所述的基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征是，可調激光器的輸出波長在858nm～863nm。

9、根據權利要求2所述的基于導模激發古斯漢欣位移增強效應的微位移測量方法，其特征是，偏振方式選擇選用橫電波入射，同時調節小孔使入射光束的光斑直徑小于1mm。