[實用新型]微小角度的測量系統

有效

• 申請號: 201721139422.2
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN207963799U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 王東生;董大興;徐韜;曾程;張港;王軍傲
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型是一種微小角度的測量系統。它采用激光全息干涉的光路，分束鏡、兩個反射鏡和觀察屏順序擺放，將透明薄板置于分束鏡與平面反射鏡之間，放于載物臺的中心，緩慢轉動載物臺，在觀察屏上可以看到圓環的吞吐，數出吞吐的圓環數量，帶入公式就可以計算出轉動的角度。

所屬技術領域

本實用新型涉及激光全息干涉測量角度的裝置，具體是對微小角度的測量。

背景技術

目前利用全息干涉來測量角度的方法也有很多，因而實驗裝置也千差萬別。例如，利用邁克爾遜干涉儀中的補償板的偏轉導致光程變化進而引起干涉條紋吞吐測量角度；以及通過對邁克爾遜干涉儀的其中一面反射鏡進行偏轉，通過設計復雜光路來實現光程的改變來測量角度。但是，這些裝置十分繁瑣，精確度不可調，而且許多外界因素如各種聲音所引起的振動會對測量結果產生很大影響。

發明內容

本實用新型解決其技術問題所采用的具體技術方案是：采用激光全息干涉的光路，調節兩面反射鏡使其到分束鏡的距離大致相同，光經過準直鏡形成面光源打到分束鏡上，調節反射鏡的偏轉方向使反射的光匯聚在光屏上形成明暗相間的干涉條紋，再將已知厚度的透明薄板置于分束鏡與一個平面反射鏡之間，放于載物臺的中心，緩慢轉動載物臺，在光屏上可以看到干涉條紋的吞吐，數出吞吐的圓環數量，帶入公式就可以計算出轉動的角度。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1是全息干涉測量角度原理圖。

圖2是轉動薄板引起光程變化分析圖。

圖1中M1，M2：平面反射鏡；G1：透明薄板；E：擴束準直鏡；G2：補償鏡；G3：分束鏡；F：載物臺；S：光屏；P：點光源。

具體實施方式

在圖1中，先要調節反射鏡M1和M2到分束鏡G3的距離大致相等，再將光源經過準直鏡形成超過光屏一半范圍的面光源，調節反射鏡M1和M2偏轉的角度使光束1和光束2在光屏S上重合。通過調節反射鏡M2的微調旋鈕使光屏上出現明暗相間的干涉條紋，然后在分束鏡與反射鏡間加入一塊厚度已知的透明薄板，仔細調節透明薄板G1，當薄板G1左右微調時觀察屏上沒有明顯的環的吞吐，此時薄板G1與反射鏡M1平行。接著緩慢轉動載物臺，在光屏上可以看到干涉條紋的吞吐。數出吞吐數目帶入公式就可以得到轉動的角度。

在圖2中，AM線是光束1射向M1的方向(也垂直于M2鏡面)，初始薄板 G1垂直于AM放置，其前表面見圖2的HJ位置。現在圍繞著O點(即光束1到薄板G1上的位置)轉動，這樣光束1通過薄板G1的前后表面，發生二次折射后從D點射出，射出的光線與射入光線平行。其中，光束1的折射角為α，光線在 G1中走的路程為s，過D做線段DC垂直于AM，垂足為N，線段ON的長度為L。在G1轉過β角度后，G1的前后表面位置見GK和BF，OE為法線。由折射定律得：

由幾何關系得：

scos(β-α)＝l

光程變化為：

其中λ為光的波長。