[發(fā)明專利]基于TRIZ的光學(xué)干涉裝置技術(shù)進(jìn)化設(shè)計及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310267658.4
• 申請日: 2013-06-29
• 公開（公告）號: CN104252008A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳壽煜;張宇紅;吳佳蓬
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及利用TRIZ和光學(xué)干涉原理實(shí)現(xiàn)的精密測量領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)干涉裝置技術(shù)進(jìn)化設(shè)計及其方法。?

背景技術(shù)

目前，光學(xué)干涉儀是許多大型探測儀器與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，其發(fā)展水平?jīng)Q定著探測儀器和產(chǎn)業(yè)競爭力，我國探測儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)缺乏核心技術(shù)，其發(fā)展面臨內(nèi)憂外困的局面，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的落后已嚴(yán)重制約我國自主創(chuàng)新能力的進(jìn)一步提升。“自主創(chuàng)新，方法先行”是提高我國自主創(chuàng)新能力的技術(shù)路線。國家發(fā)改委、科技部、教育部和中國科協(xié)印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)創(chuàng)新方法工作的若干意見》，被歐美西方發(fā)達(dá)國家譽(yù)為“神奇點(diǎn)金術(shù)”的TRIZ作為重點(diǎn)推廣的創(chuàng)新方法。?

TRIZ是基于千百萬個高水平發(fā)明專利的統(tǒng)計而提煉出來的創(chuàng)新方法，是科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)研發(fā)和制造過程的精髓，是當(dāng)今世界最先進(jìn)的創(chuàng)新方法之一。在國家發(fā)改委、科學(xué)技術(shù)部、教育部和中國科協(xié)印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)創(chuàng)新方法工作的若干意見》中，TRIZ作為重點(diǎn)推廣的創(chuàng)新方法。?

愛因斯坦在創(chuàng)立廣義相對論時，預(yù)言了引力波的存在。運(yùn)用廣義相對論引力輻射理論推導(dǎo)出關(guān)于引力波的三個結(jié)論：(1)引力波是存在的，以光速傳播；(2)引力波是橫波，有兩種偏振態(tài)；(3)不存在單極和偶極的引力輻射，只要系統(tǒng)質(zhì)量四極矩的三階導(dǎo)數(shù)不為零，就有引力波被輻射。引力波帶有能量，因而可以被檢測。?

天文學(xué)家已間接驗(yàn)證了引力波的存在。1993諾貝爾物理獎得主是美國的泰勒(J.H.Taylor)和赫爾斯(R.A.Hulse)，得獎原因是他們對脈沖雙星PSRl913+16的發(fā)現(xiàn)和研究，這個雙脈沖星系統(tǒng)成為存在引力波的第一個間接觀測證據(jù)。進(jìn)而人類更加渴望直接探測到引力波，引力波探測的主要目的是探測引力波動效應(yīng)，這不僅是直接檢驗(yàn)愛因斯坦廣義相對論，提供引力波存在的直接證據(jù)，其更大目的是認(rèn)識宇宙的結(jié)構(gòu)和演化過程的新奧秘。目前所進(jìn)行的引力波探測活動大部分集中在利用地面激光干涉引力波探測器探測高頻引力波，以及為預(yù)計能在2020年后實(shí)現(xiàn)的利用空間激光干涉引力波探測器探測中低頻引力波進(jìn)行的開發(fā)和準(zhǔn)備工作。?

本專利運(yùn)用TRIZ和光學(xué)干涉原理設(shè)計了一種光學(xué)干涉儀的技術(shù)進(jìn)化模式，首先從賈民(Jiman)干涉儀進(jìn)化成邁克耳孫干涉儀，然后從邁克耳孫干涉儀進(jìn)化成高頻引力波測量裝置，最后從高頻引力波測量裝置進(jìn)化成空間激光干涉引力波探測器。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出利用TRIZ和光學(xué)干涉原理研究光學(xué)干涉儀的技術(shù)進(jìn)化路線。從源頭對賈民(Jiman)干涉儀進(jìn)行分析，如圖1所示，發(fā)現(xiàn)該儀器系統(tǒng)的適應(yīng)性較差，限制了一些實(shí)驗(yàn)，根據(jù)2008TRIZ矛盾矩陣表推薦的八個相關(guān)發(fā)明原理作為技術(shù)進(jìn)化路線，使用前三個發(fā)明原理將賈民干涉儀進(jìn)化成邁克耳孫干涉儀，如圖2所示，使用剩余的五個發(fā)明原理將邁克耳孫干涉儀進(jìn)化成高頻引力波測量裝置，如圖3所示。我們對高頻引力波測量裝置進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該儀器系統(tǒng)探測到中低頻引力波的適應(yīng)性較差，根據(jù)2008TRIZ矛盾矩陣表，提高（改善）該裝置對中低頻引力波的“測量精度”，同時必須增大（惡化）該裝置的“運(yùn)動物體的面積”。根據(jù)TRIZ推薦的7個發(fā)明原理作為技術(shù)進(jìn)化路線，可以將高頻引力波測量裝置進(jìn)化成一種探測中低頻引力波的空間激光干涉引力波探測器，如圖4所示。?

本發(fā)明的有益效果是，原理簡單實(shí)用，操作方便，便于生產(chǎn)和科研等應(yīng)用價值。?

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。?

圖1是賈民(Jiman)干涉儀光路圖。?

圖2是邁克爾孫干涉儀光路圖。?

圖3是高頻引力波測量裝置光路圖。?

圖4是空間激光干涉引力波探測器光路圖。?

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.透明玻璃；3.?半透明半反射玻璃；4.?透明玻璃；5.?反射鏡；6.?透明玻璃；7.?反射鏡；8.?毛玻璃屏。?

圖3中1.激光器；2.循環(huán)鏡；3.半透明半反射玻璃；4.?相位調(diào)節(jié)器；5.反射鏡；6.相位調(diào)節(jié)器；7.反射鏡；8.光電二極管；9.差分器；10.相關(guān)器。?

圖4中1.?航天器1；2.?航天器2；3.?航天器3；4.?地球；5.?太陽。?

具體實(shí)施方式