[發明專利]基于TRIZ的光學干涉測量裝置設計及其方法

無效

• 申請號: 201310247671.3
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103292689A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 吳壽煜;張宇紅
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及利用TRIZ和光學干涉原理實現的精密測量領域，尤其涉及一種光學干涉測量裝置及其方法。?

背景技術

目前，光學干涉儀是許多大型探測儀器與產業發展的核心技術，其發展水平決定著探測儀器和產業競爭力，我國探測儀器設備產業缺乏核心技術，其發展面臨內憂外困的局面，產業發展的落后已嚴重制約我國自主創新能力的進一步提升。“自主創新，方法先行”是提高我國自主創新能力的技術路線。國家發改委、科技部、教育部和中國科協印發了《關于加強創新方法工作的若干意見》，被歐美西方發達國家譽為“神奇點金術”的TRIZ作為重點推廣的創新方法。?

TRIZ是“發明問題解決理論”的俄語縮寫，是由前蘇聯發明家阿奇舒勒創立的。他和他的同事分析了全世界250萬個高水平的發明專利后，驚奇的發現這些專利在重復著40種工作，經過研究和總結，找出了這些專利背后所隱藏的40個發明原理，然后綜合多學科領域的原理和法則，建立起了TRIZ體系。經過60多年的不斷發展，TRIZ已經成為當今創新問題或解決技術問題的最先進創新方法。?

光學干涉原理是利用分束器將一束相干光分為兩束，其中一束作為參考光，另一束經過相位調制器產生一個相位差，這個相位調制器與待測的物理量有關，然后兩束光重新匯聚，由于相位差的產生，匯聚到一起的兩束光發生干涉，輸出的光強隨著相位差變換而變化，這樣通過光強的測量就能夠獲得相位差的值，進而獲得待測物理量的值。由于光波的相位非常敏感，因此這樣測得的物理量可以實現非常高的精度。因此，目前許多的精密測量是利用光學干涉方法來實現的，例如引力波探測、微納米位移測量、光纖陀螺和光纖聲納探測等。雖然不同的測量系統采用不同的干涉儀，如馬赫—增德爾干涉儀、邁克爾遜干涉儀、Sagnac干涉儀等，但這些干涉儀的基本原理都是基本相同的。?

光學干涉儀是許多大型探測儀器的重要組成部分和關鍵核心技術，本發明運用TRIZ和光學干涉原理研究干涉儀的技術進化路線，設計一種精密光學干涉測量裝置，可以提高該儀器的測量精度，對許多大型探測儀器的改造升級具有重要的指導意義。?

發明內容

本發明提出運用TRIZ和光學干涉原理研究光學干涉儀的技術進化路線。從源頭對賈民(Jiman)干涉儀進行分析，發現該儀器系統的適應性較差，限制了一些實驗，根據2008TRIZ矛盾矩陣表推薦的八個相關發明原理作為技術進化路線，使用其中七個發明原理將賈民(Jiman)干涉儀進化精密光學干涉測量裝置。如圖2所示，該儀器包括：1.激光器；2.半透半反射玻璃；3.?第一反射鏡；4.?第二反射鏡；5.?第三反射鏡；6.第四反射鏡；7.第五反射鏡；8.相位調節器；9.光電二極管；10.差分器；11.相關器。本發明在結構上與一般的Michelson干涉儀不同是在光學干涉測量裝置設置了楔形體半透明半反射玻璃，使3、4?、5和6四個反射鏡的起到增加干涉臂的有效長度，提高了測量精度。該儀器的激光器產生相干光束經過楔形體半透明半反射玻璃分成兩個相干光束，其中一個相干光束經過四個反射鏡起到增加干涉臂的有效長度，提高了測量精度，另一束經過相位調制器產生一個相位差，這個相位調制器與待測的物理量有關，然后兩個相干光束經過楔形體半透明半反射玻璃輸出兩個干涉光束，由于相位差的產生，匯聚到一起的兩束光發生干涉，輸出的光強隨著相位差變換而變化，這樣通過光強的測量就能夠獲得相位差的值，進而獲得待測物理量的值。它可以用于引力波探測、微納米位移測量、光纖陀螺和光纖聲納探測等等。?

本發明的有益效果是，對大型探測儀器的改造升級具有：簡單實用，操作方便，便于生產等應用價值。?

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。?

圖1是賈民(Jiman)干涉儀光路圖。?

圖2是精密光學干涉測量裝置光路圖。?

圖1中S為激光器，以及兩塊等厚度的玻璃塊。?

圖2中1.激光器；2.楔形體半透明半反射玻璃；3.?第一反射鏡；4.?第二反射鏡；5.?第三反射鏡；6.第四反射鏡；7.第五反射鏡；8.相位調節器；9.光電二極管；10.差分器；11.相關器。?

具體實施方式