[發明專利]旋轉晶體平板的移相剪切干涉儀

無效

• 申請號: 201310346677.6
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103424195A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 曾愛軍;劉蕾;朱玲琳;黃惠杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及光學測量，特別是一種旋轉晶體平板的移相剪切干涉儀。

背景技術

波面測量技術是光學測量技術的一個重要分支，它利用波面的變化反應光波經過的媒質或系統的相關特性，進而可以獲得媒質或系統的多種相關信息。波面測量技術被廣泛應用于光束質量監測、氣體動力學研究等方面。波面測量通常采用剪切干涉測量方法來實現，它將被測波面與其被剪切復制的波面進行干涉，對干涉圖進行解包裹進行波面重建，該方法無需標準參考面，且其結構簡單、緊湊、穩定。移相法被引入到剪切干涉測量中，形成了移相剪切干涉測量技術，可以進一步提高剪切干涉波面測量的精度和空間分辨率。

先技術[1]（Toyohiko?Yatagai?and?Toshio?Kanou,“Aspherical?surface?testing?with?shearing?interferometer?using?fringe?scanning?detection?method”，Opt.Eng.23(4):357-360(1984).）利用壓電陶瓷驅動反射鏡移動來實現移相干涉。被測波面由兩塊分光棱鏡分光，利用傾斜的平行平板改變兩束子光束的剪切量，從而在出射面上形成剪切干涉場。通過壓電陶瓷驅動反射鏡移動來改變光波的位相差，從而在出射面上獲得不同的移相干涉場。但是該測量光路結構復雜，同時利用壓電陶瓷驅動反射鏡，存在遲滯的問題。

先技術[2]（Devon?W.Griffin,“Phase-shiftingshearing?interferometer”，Opt.Lett.26(3):140-141(2001).）利用液晶層位于兩塊平板中間組成了剪切移相元件。被測波面以一定角度傾斜入射到該剪切元件上后，被第一平板的前表面和第二平板的后表面分別反射形成了反射波，兩個反射波再干涉形成了剪切干涉場。該測量方法可通過調節液晶層的電壓來改變液晶層的折射率，從而獲得不同的移相干涉場。但是，該測量方法存在非線性、遲滯的問題，同時，該方法需要在平板前后表面鍍膜以消除干涉條紋噪聲。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種旋轉晶體平板的移相剪切干涉儀。該干涉儀的剪切發生器和移相器復用，結構簡單、緊湊，同時僅通過旋轉單軸晶體平板可以實現移相，不存在遲滯、非線性的問題。

本發明的技術解決方案如下：

一種旋轉晶體平板的移相剪切干涉儀，其特點在于由起偏器、單軸晶體平板、檢偏器、圖像傳感器和計算機組成，上述元部件的位置關系如下：

沿入射光方向依次是所述的起偏器、單軸晶體平板、檢偏器和圖像傳感器，所述的起偏器的透振軸方向與單軸晶體平板主平面方向成45°夾角，該單軸晶體平板具有在其主平面內旋轉，或是繞其光軸旋轉的旋轉機構，所述檢偏器和起偏器是完全相同的偏振片，其透振軸方向相同或是相差90°，所述的圖像傳感器的輸出端與所述的計算機輸入端相連，所述的計算機具備移相剪切干涉圖處理軟件。

被測波面入射到起偏器上，出射的偏振光入射到單軸晶體平板上，被單軸晶體平板分束成兩束子光束，兩束子光束入射到檢偏器上，形成橫向剪切干涉圖，在主平面內或是繞其光軸旋轉單軸晶體平板至剪切量最大處，在其附近旋轉單軸晶體平板進行移相，可以得到移相橫向剪切干涉圖，所述的移相橫向剪切干涉圖被所述的圖像傳感器接收并傳入所述的計算機，計算機利用移相剪切干涉圖處理軟件進行相關處理，獲得復原被測波面。

與在先技術相比，本發明的裝置效果如下:

1、結構簡單、緊湊。

本發明旋轉晶體平板的移相剪切干涉儀的剪切發生器和移相器復用，僅由一塊單軸晶體平板構成，結構簡單、緊湊。

2、通過旋轉單軸晶體平板移相，不存在遲滯、非線性問題。

該移干涉儀僅通過旋轉單軸晶體平板就可以進行移相，不需要使用液晶板、壓電陶瓷等電壓控制器件，故不存在遲滯和非線性的問題。

附圖說明

圖1為本發明旋轉晶體平板的移相剪切干涉儀的光路結構圖

圖2為光入射到單軸晶體平板的分光光路圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

先請參閱圖1，圖1為本發明移相剪切干涉儀的光路結構圖。由圖1可見，本發明旋轉晶體平板的移相剪切干涉儀，由起偏器2、單軸晶體平板3、檢偏器4、圖像傳感器5和計算機6組成，上述元部件的位置關系如下：