[發明專利]一種光學元器件厚度的測量方法

有效

• 申請號: 201711121118.X
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107631694B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 盧平
• 申請（專利權）人: 江西特萊斯光學有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 黃亮亮

本發明公開了一種光學元器件厚度的測量方法，光學元器件厚度的測量裝置包括寬譜光源、電光調制器和計算器，寬譜光源輸出端連接第一光纖耦合器，第一光纖耦合器的一個輸出端與待測光學器件安裝座連接，待測光學器件安裝座的輸出光和第一光纖耦合器的輸出光經過第二光纖耦合器合束，第一光纖耦合器、待測光學器件安裝座和第二光纖耦合器構成一個馬赫曾德干涉儀，馬赫曾德干涉儀的輸出端連接電光調制器，電光調制器輸出的調制信號經過色散光纖后入射到高速光電探測器上；本發明測量靈敏度可達微米級，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種測量方法，具體為一種光學元器件厚度的測量方法。

背景技術

厚度是光學元器件的重要參數之一，尤其是具有雙折射特性的光學元器件，其厚度直接決定了其用于在光學波片、光延遲、激光測量等方面的應用效果。光學元器件厚度是表征物質光學物質特性的基本物理量，該參數是決定物質合成、制造和在各領域中應用的重要條件。

目前對于光學元器件厚度的測量方法主要有物理測量法、光干涉法和磁控濺射射頻方法等，這些方法往往存在測量系統的厚度測量靈敏不高的缺陷，不能滿足精確測量的要求，因此本發明提出一種基于微波光子技術的光學元器件厚度的測量方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有厚度測量裝置測量靈敏度不高的缺陷，提供一種光學元器件厚度的測量裝置，從而解決上述問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明為一種光學元器件厚度的測量裝置，包括寬譜光源、電光調制器和計算器，寬譜光源輸出端連接第一光纖耦合器，第一光纖耦合器的一個輸出端與待測光學器件安裝座連接，待測光學器件安裝座的輸出光和第一光纖耦合器的輸出光經過第二光纖耦合器合束，第一光纖耦合器、待測光學器件安裝座和第二光纖耦合器構成一個馬赫曾德干涉儀，馬赫曾德干涉儀的輸出端連接電光調制器，電光調制器輸出的調制信號經過色散光纖后入射到高速光電探測器上，高速光電探測器將光信號裝換成微波信號并通過低噪放放大，低噪放輸出端連接微波功分器，微波功分器將一部分微波信號注入到電光調制器中，同時將另一部分微波信號輸入頻譜儀，頻譜儀末端連接計算機。

作為本發明的一種優選技術方案，電光調制器、色散光纖、高速光電探測器、低噪放和微波功分器組成光電振蕩器環路，且光電振蕩器環路輸入端與馬赫曾德干涉儀的輸出端相連接，能夠將馬赫曾德干涉儀輸出端產生的正弦梳狀譜注入光電振蕩器環路中，并通過光電振蕩器環路產生微波信號。

作為本發明的一種優選技術方案，寬譜光源經馬赫曾德干涉儀后，當干涉儀兩臂光程差在光源相干范圍內時，在干涉儀的輸出端將產生干涉條紋，且該干涉條紋在頻域上為一正弦梳狀譜，由光電振蕩器產生的微波信號通過電光調制器被調制到干涉梳狀光譜上，形成光載微波信號傳輸到下一裝置。

作為本發明的一種優選技術方案，寬譜光源可采用高斯型或矩形光源作為發射光源，使得光源發射裝置的選擇性更高。

一種光學元器件厚度的測量方法，其特征在于：通過將待測光學元器件203插入到103中前后改變了馬赫曾德干涉儀的光程差，從而改變光電振蕩器輸出的微波信號的中心頻率，根據微波信號中心頻率的變化量來得到待測光學元器件的厚度；

寬譜光源101的電場可表示為：

式中ω為光源頻率。則光源的光功率譜密度可表示為：

T(ω)＝|E(ω)|² (2)

光源經干涉以后，光路1通過一待測光學元器件后，各光譜成份產生了一定的延時，在頻域上可表示為：