[實(shí)用新型]一種激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821034927.7
• 申請(qǐng)日: 2018-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208282943U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張白;劉芳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北方民族大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01J9/00
• 分類(lèi)號(hào): G01J9/00
• 代理公司: 北京市領(lǐng)專(zhuān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪;張玲

本實(shí)用新型涉及一種激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置，所述激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置包括棱鏡、光電探測(cè)器與處理系統(tǒng)，所述棱鏡用于接收激光，且使入射的激光發(fā)生折射后射出，所述光電探測(cè)器用于接收發(fā)生折射后的激光，并測(cè)量其入射位置，所述處理系統(tǒng)用于根據(jù)光電探測(cè)器接收到的激光的入射位置變化量，計(jì)算出被測(cè)激光的波長(zhǎng)。本實(shí)用新型利用棱鏡對(duì)不同波長(zhǎng)的激光折射角不同的原理，結(jié)合光電探測(cè)器即可獲得激光波長(zhǎng)，本實(shí)用新型測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，測(cè)量精度較傳統(tǒng)方法有顯著提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

激光干涉儀是以激光波長(zhǎng)為長(zhǎng)度計(jì)量基準(zhǔn)的高精度測(cè)量?jī)x器，其波長(zhǎng)的不確定度直接確定了儀器所能達(dá)到的最高精度。目前激光穩(wěn)頻的方法是將激光鎖定到Fabry-Perot(F-P)腔上，此技術(shù)稱(chēng)為相位調(diào)制光外差技術(shù)，又稱(chēng)PDH穩(wěn)頻技術(shù)。由于F－P腔長(zhǎng)會(huì)隨著外界溫度變化發(fā)生漂移，激光頻率也會(huì)隨著腔長(zhǎng)發(fā)生漂移。為解決腔長(zhǎng)漂移帶來(lái)的誤差，通常需要將腔長(zhǎng)鎖定到另一個(gè)用原子譜線(xiàn)穩(wěn)定的激光器上，從而實(shí)現(xiàn)激光器、吸收譜線(xiàn)和光腔三者之間的閉環(huán)鎖定，以達(dá)到精密測(cè)量物理對(duì)激光頻率穩(wěn)定度的要求，但是此方法結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)難度較高。廖立新等人在《用雙棱鏡測(cè)激光波長(zhǎng)的簡(jiǎn)單方法》提出通過(guò)雙棱鏡干涉測(cè)量激光波長(zhǎng)的方法，但該方法的波長(zhǎng)測(cè)量精度仍然較低，難以實(shí)現(xiàn)高精度的激光波長(zhǎng)測(cè)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提出一種激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置，本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，測(cè)量精度較傳統(tǒng)方法有顯著提高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案：

一種激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置，包括棱鏡、光電探測(cè)器與處理系統(tǒng)，所述棱鏡用于接收激光，且使入射的激光發(fā)生折射后射出，所述光電探測(cè)器用于接收發(fā)生折射后的激光，并測(cè)量其入射位置，所述處理系統(tǒng)用于根據(jù)光電探測(cè)器接收到的激光的入射位置變化量，計(jì)算出被測(cè)激光的波長(zhǎng)。

在更優(yōu)的方案中，上述激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置還包括至少一個(gè)反射鏡，從棱鏡中出射的激光束入射至反射鏡，經(jīng)反射鏡反射后入射至光電探測(cè)器。增大光臂可以增大光電探測(cè)器上的入射位置變化量，提高計(jì)算精度，通過(guò)設(shè)置反射鏡，使激光束經(jīng)過(guò)一次或多次反射后再入射至光電探測(cè)器中，不僅可以增大光臂，而且可以不增加裝置的水平空間，換言之可以在提高測(cè)量精度的情況下使裝置尺寸盡可能小。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，所述反射鏡為多個(gè)，且多個(gè)反射鏡平行設(shè)置。多個(gè)反射鏡實(shí)現(xiàn)多次反射，可以進(jìn)一步增大光臂，且整體尺寸小，平行設(shè)置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算方便。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，反射鏡與光電探測(cè)器平行設(shè)置。

在進(jìn)一步的方案中，所述棱鏡包括棱鏡面一與棱鏡面二，所述激光入射至棱鏡的棱鏡面一，并發(fā)生折射，發(fā)生折射后的激光入射至棱鏡面二時(shí)，棱鏡面二使得激光再次發(fā)生折射，激光發(fā)生折射后形成折射角從棱鏡面二射出。

在進(jìn)一步的方案中，所述棱鏡面一與棱鏡面二相接，其夾角為銳角。

在進(jìn)一步的方案中，所述棱鏡的材質(zhì)為光子晶體。

另一方面，本實(shí)用新型同時(shí)提供了上述激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置的標(biāo)定方法，包括以下步驟：

調(diào)整棱鏡與光電探測(cè)器的位置關(guān)系，使得入射激光入射至棱鏡，經(jīng)棱鏡的兩個(gè)棱鏡面折射后射出，并可以被光電探測(cè)器接收；

使已知波長(zhǎng)激光入射至棱鏡，測(cè)量該激光在光電探測(cè)器上的入射位置；

給定入射激光波長(zhǎng)分別為λ1、λ2、λ3…λn,記錄對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的光電探測(cè)器一的位置變化量X1、X2、X3…Xn，通過(guò)非線(xiàn)性擬合獲得激光波長(zhǎng)變化量與光電探測(cè)器的位置變化量的公式和/或關(guān)系曲線(xiàn)。

上述激光波長(zhǎng)測(cè)量裝置的一種測(cè)量方法，包括以下步驟：