[發(fā)明專利]一種干涉儀相移裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810663273.2
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108844454A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮鵬;唐鋒;王向朝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種干涉儀相移裝置，包括氣體密閉容器、第一光纖耦合器和第二光纖耦合器、連接在光纖耦合器上的第一光纖傳輸線和第二光纖傳輸線、氣壓控制模塊或者溫度控制模塊，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器相互準(zhǔn)直。本發(fā)明利用改變?nèi)萜鲀?nèi)氣體的氣壓或者溫度從而改變氣體折射率的方法在測量成像系統(tǒng)光路以外產(chǎn)生連續(xù)相移，消除了傳統(tǒng)相移產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單以及易組裝操作的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及干涉測量領(lǐng)域，特別是一種在測量成像系統(tǒng)光路以外產(chǎn)生相移的簡易相移裝置。

背景技術(shù)

在各種基于干涉光學(xué)的實(shí)驗(yàn)與系統(tǒng)中都渴望控制光束的相位，包括點(diǎn)衍射干涉儀、橫向剪切干涉儀，相位輪廓測定法及全息干涉，恒星干涉測量等，光學(xué)相移都能以不同的方式引入。

一般的相移方式有壓電陶瓷(PZT)相移、光柵相移、偏振相移等。如在先技術(shù)(參見G.E.Sommargren，D.W.Phillion，M.A.Johnson，et al，“100-picometer interferometryfor EUVL”,SPIE Vol.4688，316-328，2002) 中通過分光棱鏡、PZT、角錐棱鏡等器件實(shí)現(xiàn)相移功能，相移是由壓電陶瓷PZT 實(shí)現(xiàn)的，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種干涉儀相移裝置，利用改變氣體折射率以實(shí)現(xiàn)連續(xù)相移。該相移裝置具有結(jié)構(gòu)簡單且不產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的原理如下：

大氣中，在光波和電磁波段，濕度變化的影響比較小，可以不考慮，折射率 n可以表述為溫度T(單位：K)、氣壓p(單位：hPa)的函數(shù)：

n-1＝79(p/T)*10^-6 --公式(1)

當(dāng)溫度T不變時，只改變壓強(qiáng)p，得到公式：

δn＝(p1-p2)*79*10^-6/T --公式(2)

公式(2)中p1、p2為改變前后壓強(qiáng)值，n1、n2為改變壓強(qiáng)前后的氣體折射率；當(dāng)壓強(qiáng)p不變時，只改變溫度，得到公式：

δn＝(T2-T1)*79*10^-6/(T1*T2) --公式(3)

公式(3)中T1、T2為前后溫度值，n1、n2為改變溫度前后的氣體折射率；

根據(jù)雅滿干涉儀原理，可以的到公式

L*δn＝k*λ --公式(4)

其中，L為密閉容器中光纖耦合器之間的間距，δn為氣體折射率改變值，k為常數(shù)，λ為波長。

根據(jù)公式(1)、(2)、(3)可知，改變密閉容器中氣體溫度和壓強(qiáng)其中的一項(xiàng)或者兩項(xiàng)可改變氣體折射率；根據(jù)公式(4)可知，改變氣體折射率即可產(chǎn)生相移。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種干涉儀相移裝置，包括氣體密閉容器、第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第一光纖傳輸線、第二光纖傳輸線以及控制模塊；

所述的第一光纖耦合器和第二光纖耦合器分別固定在氣體密閉容器的兩側(cè)，且互相準(zhǔn)直；

所述的第一光纖傳輸線接在第一光纖耦合器上，第二光纖傳輸線連接在第二光纖耦合器上；

所述的控制模塊固定在氣體密閉容器上，且不會阻擋第一光纖耦合器和第二光纖耦合器光路準(zhǔn)直，該控制模塊用于控制氣體密閉容器內(nèi)部的氣體壓強(qiáng)或者溫度的變化。

所述的控制模塊為氣壓控制模塊，用于控制氣體密閉容器內(nèi)部的氣體壓強(qiáng)變化。