[發(fā)明專利]一種基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀

有效

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• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112985623B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 向志毅;周健;聶曉明;王琦;黃榮;席崇賓;陳蘭劍;程吉利
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02;G01B9/02
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權代理有限公司 43225
• 代理人: 趙小龍

1.一種基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：包括單頻激光器、法拉第隔離器、消偏振分光棱鏡、半波片、相位調(diào)制單元、角錐棱鏡、平面反射鏡、光程倍增結(jié)構(gòu)和光電探測器；其中所述光程倍增結(jié)構(gòu)包括兩塊相對設置且具有一定傾角的平面反射鏡，其中一塊平面反射鏡連接有驅(qū)動機構(gòu)，采用驅(qū)動機構(gòu)使其產(chǎn)生實現(xiàn)沿法線方向的微小位移；

單頻激光器輸出x方向的線偏振光，法拉第隔離器將單頻激光器輸出的x方向的線偏振光偏轉(zhuǎn)45°，法拉第隔離器輸出的光束經(jīng)第一消偏振分光棱鏡分為具有相同偏振態(tài)的第一光束和第二光束；第一光束經(jīng)第一半波片后成為y方向線偏光，再經(jīng)過第二消偏振分光棱鏡分為具有相同偏振態(tài)的第三光束和第四光束；第三光束輸入到相位調(diào)制單元進行相位調(diào)制后經(jīng)角錐棱鏡全反射到第三消偏振分光棱鏡處，分為具有相同偏振態(tài)的第五光束和第六光束；第五光束經(jīng)第一平面反射鏡反射到第四消偏振分光棱鏡后的反射光與第四光束經(jīng)第四消偏振分光棱鏡后的透射光發(fā)生干涉，并由第一光電探測器探測采集；第二光束經(jīng)過第五消偏振分光棱鏡后透射出的第七光束進入光程倍增結(jié)構(gòu)，進入光程倍增結(jié)構(gòu)的第七光束在光程倍增結(jié)構(gòu)中反射多次后沿原路返回并第二次經(jīng)過第五消偏振分光棱鏡，從光程倍增結(jié)構(gòu)返回的第七光束經(jīng)過第五消偏振分光棱鏡后反射出第八光束；第八光束經(jīng)第二平面反射鏡與第二半波片后成為y方向線偏光，第二半波片輸出的光束經(jīng)過第一消偏振分光棱鏡后的透射光與第六光束經(jīng)過第一消偏振分光棱鏡的反射光發(fā)生干涉，并由第二光電探測器探測采集。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：相位調(diào)制單元為電光晶體，采用電光晶體對光束進行相位調(diào)制，采用橫向電光調(diào)制對電光晶體施加一個隨時間周期性變化的電壓V(t)，使得調(diào)制相位在到區(qū)間內(nèi)周期性變化。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：電光晶體為鈮酸鋰晶體。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：所述相位調(diào)制單元包括壓電陶瓷，壓電陶瓷連接所述角錐棱鏡，通過控制壓電陶瓷實現(xiàn)角錐棱鏡周期性位移變化。

5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：所述驅(qū)動機構(gòu)為壓電陶瓷。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：進入光程倍增結(jié)構(gòu)的第七光束的入射角與光程倍增結(jié)構(gòu)其兩平面反射鏡間的傾角的比值為一個整數(shù)N，2N+1為第七光束在光程倍增結(jié)構(gòu)其兩平面反射鏡間的總反射次數(shù)。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：光程倍增結(jié)構(gòu)中的一塊平面反射鏡發(fā)生微小位移，通過觀測第一光電探測器與第二光電探測器的輸出信號交流成份的相位差變化，能夠測量微小位移產(chǎn)生的光程差，進而測量微小位移。

8.根據(jù)權利要求6或7所述的基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：第一半波片的快軸與x方向呈-22.5°夾角，從而使入射到第一半波片的線偏振光偏振態(tài)偏轉(zhuǎn)45°。

9.根據(jù)權利要求6或7所述的基于測量光路多重反射的相位調(diào)制雙零差干涉儀，其特征在于：第二半波片的快軸與x方向呈-22.5°夾角，從而使入射到第二半波片的線偏振光偏振態(tài)偏轉(zhuǎn)45°。