[發明專利]增大頻域低相干光干涉測量范圍的裝置及其方法

有效

• 申請號: 201610071879.8
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105716521B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 王毅;馮亮;馬振鶴
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02
• 代理公司: 佛山市永裕信專利代理有限公司 44206
• 代理人: 朱永忠;朱繼昌

一種增大頻域低相干光干涉測量范圍的裝置由低相干光干涉和信號處理部分、參考臂和探測臂組成，低相干光干涉和信號處理部分的第1光纖準直器與參考臂光連接，低相干光干涉和信號處理部分的第2光纖準直器與探測臂光連接。采用上述裝置進行增大頻域低相干光干涉測量范圍的方法步驟為：①用上述裝置測量待測樣品的探測面相對于等光程面的垂直距離d₁絕對值；②在參考臂一側加上透明片，用上述裝置測量待測樣品的探測面相對于等光程面的垂直距離d₂絕對值，從而判斷出待測樣品的探測面位于等光程面的遠端或近端。采用本方法能使頻域低相干光干涉測量的檢測范圍擴大一倍。

技術領域

本發明涉及光學干涉測量技術領域，特別涉及一種增大頻域低相干光干涉測量范圍的裝置及其方法。

背景技術

在頻域低相干光檢測技術中，通常需要對線陣相機檢測到的探測光和參考光的相干光譜進行傅里葉變換，由其頻率可計算得到待測目標的位置信息；但是在頻域低相干光檢測系統中檢測到的信號是實數，通過進行傅里葉變換后的幅度譜是關于零點左右對稱的偶函數：這樣就只能確定待測樣品和參考臂光程差大小的絕對值，而無法確定光程差的正負，即無法確定樣品是比參考臂更遠還是更近，這樣的檢測實際上就失去了價值。目前常用的方法是預先確定檢測范圍，即事先將樣品置于探測臂的近端或遠端，但是這種檢測裝置只能利用一半的有效檢測范圍，同時，實際檢測中，是很難預先確定待檢測樣品位置的，所以這種裝置并不實用。因此，亟需一種新的檢測裝置以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種增大頻域低相干光干涉測量范圍的裝置及其方法，該裝置可以確定實際測量距離的正負情況，進而確定待測樣品與等光程面的相對位置，能夠使頻域低相干光干涉測量的檢測范圍擴大一倍，使這種檢測裝置及其方法走向實用化。

本發明所提出的技術解決方案是這樣的：

一種增大頻域低相干光干涉測量范圍的裝置，所述增大頻域低相干光干涉測量范圍的裝置由低相干光干涉和信號處理部分A、參考臂B和探測臂C組成，低相干光干涉和信號處理部分A的第1光纖準直器5與參考臂B光連接，低相干光干涉和信號處理部分A的第2光纖準直器11與探測臂C光連接。

所述低相干光干涉和信號處理部分A由短相干光源1、第1光纖2、光纖耦合器3、第2光纖4、第1光纖準直器5、第3光纖10、第2光纖準直器11、第4光纖14、第3光纖準直器15、光柵16、第3透鏡17，線陣CCD18、電纜線19和計算機20組成，短相干光源1通過第1光纖2與光纖耦合器3連接，光纖耦合器3通過第2光纖4與第1光纖準直器5連接，光纖耦合器3通過第3光纖10與第2光纖準直器11連接，光纖耦合器3通過第4光纖14依次按序與第3光纖準直器15、光柵16、第3透鏡17、線陣CCD18、電纜線19和計算機20作光、電串聯連接。

所述參考臂B由第1透鏡8、反射鏡9和帶電機7的轉盤6組成，所述第1光纖準直器5依次與轉盤6、第1透鏡8和反射鏡9作光連接；所述探測臂C由第2透鏡12、待測樣品13組成，所述第2光纖準直器11依次與第2透鏡12和待測樣品13作光連接。

也可以采用另一種連接結構：所述參考臂B由第1透鏡8和反射鏡9組成，所述第1光纖準直器5依次與第1透鏡8和反射鏡9作光連接；所述探測臂C由帶電機7的轉盤6、第2透鏡12、待測樣品13組成，所述第2光纖準直器11依次與轉盤6、第2透鏡12和待測樣品13作光連接。

所述轉盤6上對稱于該轉盤圓心O設有第1通孔6-1和第2通孔6-2，并在其中任一個通孔處裝有一片透明片，該透明片的兩個表面相互接近平行。

增大頻域低相干光干涉測量范圍的方法步驟為：