專利名稱：雙角反射體干涉儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干涉儀，具體涉及一種應(yīng)用于高分辨率傅里葉變換光譜儀的雙角反射體 干涉儀。
背景技術(shù)：
傅里葉變換光譜儀具有高光譜分辨率、高通量、多通道等優(yōu)點(diǎn)，影響邁克爾遜 (Michelson)干涉儀在傅里葉光譜儀中應(yīng)用的最大問題是平面動鏡在掃描過程中的傾斜問 題。
使用貓目艮鏡(cat，s-eye retroreflector)或角反射體(cube-corner mirrors)代替平面動鏡可 以很好地解決傾斜問題，唯一的缺點(diǎn)是單個貓眼動鏡或單個掃描角反射體存在橫向偏移問 題。另外一種辦法是使用動態(tài)校正伺服系統(tǒng)，但分辨率越高，這種校正系統(tǒng)的失靈概率就越 高，而且該系統(tǒng)對機(jī)械振動引起的擾動非常敏感。
轉(zhuǎn)鏡式或擺鏡式干涉儀消除了平面動鏡傾斜帶來的誤差，提高了儀器的穩(wěn)定性和可靠 性，但其產(chǎn)生的光程差與轉(zhuǎn)角為非線性關(guān)系，只適用于低分辨率光譜儀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙角反射體干涉儀，其解決了背景技術(shù)中平面動鏡傾斜、單 個掃描貓眼鏡和單個掃描角反射體橫移的技術(shù)問題，在傅里葉變換光譜儀的應(yīng)用中大大地提 高了精度；光程差為雙角反射體位移(相對于其零光程差位置)的4倍；在制造誤差和運(yùn)動 誤差相同的條件下，可獲得更高的儀器分辨率。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種雙角反射體干涉儀，包括45度角設(shè)置在入射光束光路上的一個分束器，該分束器 為兩塊膠合的平面平行玻璃平板，膠合面的一個面為半反射面；還包括設(shè)置在上述半反射面 反射光束光路上的第一平面鏡和設(shè)置在上述半反射面透射光束光路上的第二平面鏡；還包括 設(shè)置在第一平面鏡反射光束光路上的第一角反射體和設(shè)置在第二平面鏡反射光束光路上的 第二角反射體；還包括探測器、以及將經(jīng)第一角反射體和第二角反射體反射的光束會聚到探 測器上的收集鏡；
其特征在于
所述的第一角反射體和第二角反射體被一個剛性結(jié)構(gòu)背對背地固定在一起作為一個單獨(dú)的運(yùn)動部件；所述的第一角反射體的頂點(diǎn)和第二角反射體的頂點(diǎn)之間的距離極?。凰龅?第一角反射體和第二角反射體沿分束器半反射面的法線方向做直線往復(fù)運(yùn)動；
所述的第一平面鏡和第二平面鏡關(guān)于分束器半反射面對稱；所述的第一平而鏡和第二平 面鏡與分束器半反射面的夾角均為22.5度；所述的分束器、第一平面鏡、第二平面鏡的中心 位于同一個平面內(nèi)。
上述的分束器可為兩塊膠合的直角棱鏡，直角棱鏡的斜面為膠合面，膠合面的一個面為 分束器半反射面。
上述的收集鏡為會聚透鏡或會聚透鏡組。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1. 該干涉儀完全消除了傾斜和橫移問題。
2. 光程差為雙角反射體位移(相對于其零光程差位置)的4倍，適用于各種光譜工作 區(qū)的高分辨率光譜儀。
3. 用于固定兩個角反射體的剛性結(jié)構(gòu)尺寸較小，加之采用兩塊膠合的平面平行玻璃平 板或兩塊膠合的直角棱鏡作為分束器，從而提高了該干涉儀的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明光學(xué)結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為兩塊膠合的平面平行玻璃平板分光裝置。
圖3為兩塊膠合的直角棱鏡分光裝置。
具體實(shí)施例方式
雙角反射體十涉儀包含一個分束器、兩個固定的平面反射鏡(即第一平面鏡和第一.平而 鏡)、和被一個剛性結(jié)構(gòu)背對背地固定在一起作為一個單獨(dú)的運(yùn)動部件的兩個掃描角反射體 (即第一角反射體和第二角反射體)；分束器為兩塊膠合的平面平行玻璃平板，膠合面的一 個面為半反射面，分束器與入射光束的夾角為45度第一角反射體的頂點(diǎn)和第二角反射體 的頂點(diǎn)之間的距離極??；第一平面鏡和第二平面鏡關(guān)于分束器半反射面對稱，且兩個平面鏡 與分束器半反射面的夾角均為22.5度；分束器、第'平面鏡、第二平面鏡的中心位于同一個 平面內(nèi)。
入射的平行光束在分束器的半反射面h反射和透射，并被分為強(qiáng)度相等的兩束光l和
丄I，光束I依次被第一平面鏡、第一角反射體、第一平面鏡反射后射向分束器并透過分束器 光束II依次被第二平面鏡、第二角反射體、第二平面鏡反射后射向分束器并透過分束器； 這兩束光相交時發(fā)生干涉，經(jīng)收集鏡會聚到探測器上。光束I和II之間的光程差是由雙角反射體(即第--角反射體和第二角反射體背對背地 固定在一起所構(gòu)成的一個單獨(dú)的運(yùn)動部件)的直線往復(fù)運(yùn)動產(chǎn)生的，光程差為雙角反射體位 移(相對于其零光程差位置)的函數(shù)。雙角反射體沿分束器的法線方向做直線往復(fù)運(yùn)動。
當(dāng)雙角反射體移動距離a時，有兩種情況 一種情況是光束I的光程增加了 2a而光束II 的光程減少了2a，于是光束I和光束II之間光程差的變化量為4a;另外一種情況是光束I 的光程減少了 2a而光束II的光程增加了 2a，則光束I和光束II之間光程差的變化量仍為 4a。因此，光程差值的改變量為雙角反射體移動距離的4倍。光程差JC與雙角反射體位移 (相對于其零光程差位置)/之間的關(guān)系為
x = 4l (1)
則雙角反射體干涉儀的干涉強(qiáng)度與雙角反射體位移(相對于其零光程差位置)之間的關(guān)
系為
<formula>formula see original document page 5</formula> (2) 式中O"為波數(shù)，SO)為光譜強(qiáng)度，x為光程差。
當(dāng)雙角反射體發(fā)生橫移時，第一角反射體的橫移正好補(bǔ)償了第二角反射體的橫移，因此 雙角反射體干涉儀完全消除了橫移問題。
雙角反射體干涉儀完全消除了傾斜和橫移問題。
權(quán)利要求
1. 一種雙角反射體干涉儀，包括45度角設(shè)置在入射光束光路上的一個分束器，該分束器為兩塊膠合的平面平行玻璃平板，膠合面的一個面為半反射面；還包括設(shè)置在上述半反射面反射光束光路上的第一平面鏡和設(shè)置在上述半反射面透射光束光路上的第二平面鏡；還包括設(shè)置在第一平面鏡反射光束光路上的第一角反射體和設(shè)置在第二平面鏡反射光束光路上的第二角反射體；還包括探測器、以及將經(jīng)第一角反射體和第二角反射體反射的光束會聚到探測器上的收集鏡；其特征在于所述的第一角反射體和第二角反射體被一個剛性結(jié)構(gòu)背對背地固定在一起作為一個單獨(dú)的運(yùn)動部件；所述的第一角反射體的頂點(diǎn)和第二角反射體的頂點(diǎn)之間的距離極??；所述的第一角反射體和第二角反射體沿分束器半反射面的法線方向做直線往復(fù)運(yùn)動；所述的第一平面鏡和第二平面鏡關(guān)于分束器半反射面對稱；所述的第一平面鏡和第二平面鏡與分束器半反射面的夾角均為22.5度；所述的分束器、第一平面鏡、第二平面鏡的中心位于同一個平面內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙角反射體干涉儀，其特征在于所述的分束器為兩塊膠合 的直角棱鏡，直角棱鏡的斜面為膠合面，膠合面的一個面為分束器半反射面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙角反射體干涉儀，其特征在于所述的收集鏡為會聚 透鏡或會聚透鏡組。
全文摘要
一種雙角反射體干涉儀包含一個分束器、兩個固定的平面反射鏡、和被一個剛性結(jié)構(gòu)背對背地固定在一起作為一個單獨(dú)的運(yùn)動部件的兩個掃描角反射體；兩個角反射體的頂點(diǎn)之間的距離極小；第一平面鏡和第二平面鏡關(guān)于分束器半反射面對稱，且兩個平面鏡與分束器半反射面的夾角均為22.5度；雙角反射體沿分束器半反射面的法線方向做直線往復(fù)運(yùn)動；光程差為雙角反射體位移的4倍。這種干涉儀完全消除了傾斜和橫移問題，適用于各種光譜區(qū)域的高分辨率傅里葉變換光譜儀。
文檔編號G02B17/08GK101290390SQ20081001827
公開日2008年10月22日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者楊慶華 申請人:楊慶華