[發明專利]一種基于全反射的光路互換裝置

有效

• 申請號: 201110419049.7
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102519356A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 胡凱;侯文玫;樂燕芬;時凱;句愛松;董洪波;楊召雷
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G02B17/04
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及激光干涉測量的光路結構，屬于納米測量領域，特別是一種基于全反射的光路互換裝置。

背景技術

21世紀最有發展前途的科學之一。它涉及到微電子學、光學、材料學、機械學、生物與生命科學等科學研究與工業領域，其目的是研究、發展和加工關鍵尺寸接近或者小于100nm的材料、裝置和系統，以獲得具有所需功能和性能的產品。

目前納米測量方法主要有以掃描探針顯微鏡為代表的非光學測量方法和以各種激光干涉儀為代表的光學測量方法兩大類。以掃描探針顯微鏡為代表的非光學納米測量方法能夠實現納米甚至亞納米的測量分辨率，但是這些方法在溯源到米定義的時候,仍然需要利用激光干涉儀等光學方法進行標定和校正。因此,?利用激光干涉儀的光學納米測量方法又是納米技術中的基礎之基礎。

光路互換裝置在激光干涉儀光路中能夠起到簡化光路結構、減少光學元件數目的作用，但是，現有的光路互換裝置是基于折射原理實現的，這勢必會對光線的光學特性帶來影響，因此需要發明一個對光線光學特性沒有影響的光路互換裝置，能夠在簡化激光干涉儀光路結構的同時，不會對光線特性有影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于全反射的光路互換裝置，主要解決上述現有技術所存在的缺點，它是一種體積小、結構簡單、控制穩定且對光束偏振態無影響的光路互換裝置。

為實現上述目的，本發明是這樣實現的。

一種基于全反射的光路互換裝置，其特征在于：它由8個規格相同的等腰直角棱鏡組成；其中：第一棱鏡與第二棱鏡的各一條直角邊在同一豎直直線上延接，第一棱鏡與第二棱鏡的斜邊呈90度夾角；該第一棱鏡的另一直角邊與第三棱鏡的一直角邊完全重合，且第三棱鏡的斜邊與第一棱鏡的斜邊平行，第四棱鏡的一直角邊與第三棱鏡的另一直角邊完全重合，且第四棱鏡的斜邊與第三棱鏡的斜邊呈90度夾角；第二棱鏡的另一條直角邊與第五棱鏡的一直角邊完全重合，且第五棱鏡的斜邊與第二棱鏡的斜邊平行；第四棱鏡的另一直角邊正下方位置對應于第六棱鏡的一直角邊，且該直角邊水平延伸線穿過第一棱鏡與第二棱鏡的各一條直角邊的連接點，第六棱鏡的斜邊與第二棱鏡的斜邊平行；第六棱鏡另一直角邊的下端點連接第七棱鏡的直角頂點，且第七棱鏡位于第六棱鏡斜邊的另一側，且第七棱鏡的一條直角邊與第六棱鏡的另一直角邊垂直，第七棱鏡的另一條直角邊是第六棱鏡的另一直角邊在豎直方向的延伸；第六棱鏡的直角頂點與第八棱鏡的一斜角頂點重合，且第八棱鏡也位于第六棱鏡斜邊的另一側，該第八棱鏡的斜邊與第七棱鏡的斜邊平行。

與現有技術相比，本發明有顯著進步，具體表現在：本發明裝置包括8個相同規格的等腰直角棱鏡，8個棱鏡構成形成于入射光束和出射光束之間的光路結構控制系統，平行入射的兩束光線經該系統四次全反射后平行出射，實現位置互換，但并不改變兩光線的間隔及光學特性。

本發明裝置在使用時的特點如下：

1、平行入射的兩束光線經該裝置后以相同間隔平行出射，且實現位置互換。

2、兩束光線在經過該裝置后并不改變任何光學特性，尤其是對光束偏振態沒有影響，且沒有能量損失。

3、兩束光線經過該裝置后，兩束光線所走過的光程是一樣的，也就是說并不會帶來任何的光程差。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1，本發明公開了一種基于全反射的光路互換裝置。如圖所示：它由8個規格相同的等腰直角棱鏡組成。其中：第一棱鏡1與第二棱鏡2的各一條直角邊在同一豎直直線上延接，第一棱鏡1與第二棱鏡2的斜邊呈90度夾角；該第一棱鏡1的另一直角邊與第三棱鏡3的一直角邊完全重合，且第三棱鏡3的斜邊與第一棱鏡1的斜邊平行，第四棱鏡4的一直角邊與第三棱鏡3的另一直角邊完全重合，且第四棱鏡4的斜邊與第三棱鏡3的斜邊呈90度夾角；第二棱鏡2的另一條直角邊與第五棱鏡5的一直角邊完全重合，且第五棱鏡5的斜邊與第二棱鏡2的斜邊平行；第四棱鏡4的另一直角邊正下方位置對應于第六棱鏡6的一直角邊，且該直角邊水平延伸線穿過第一棱鏡1與第二棱鏡2的各一條直角邊的連接點，第六棱鏡6的斜邊與第二棱鏡2的斜邊平行；第六棱鏡6另一直角邊的下端點連接第七棱鏡7的直角頂點，且第七棱鏡7位于第六棱鏡6斜邊的另一側，且第七棱鏡7的一條直角邊與第六棱鏡6的另一直角邊垂直，第七棱鏡7的另一條直角邊是第六棱鏡6的另一直角邊在豎直方向的延伸；第六棱鏡6的直角頂點與第八棱鏡8的一斜角頂點重合，且第八棱鏡也位于第六棱鏡6斜邊的另一側，該第八棱鏡8的斜邊與第七棱鏡7的斜邊平行。