專利名稱：一種線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置。
背景技術(shù)：
在精密測試計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，偏振光及偏振光的磁光調(diào)制技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，然而在應(yīng)用過程中，對于偏光的穩(wěn)定性、偏振器件的性能以及偏振光經(jīng)過磁光調(diào)制后的狀態(tài)不明確，從而影響了最終的測量精度。目前，應(yīng)用線偏振光磁光調(diào)制技術(shù)進(jìn)行精密測量時(shí)，是將經(jīng)過磁光調(diào)制后的偏振光作為基準(zhǔn)來檢測目標(biāo)相對于該基準(zhǔn)的微小偏移量，或是根據(jù)偏振光經(jīng)過目標(biāo)后的狀態(tài)變化對目標(biāo)進(jìn)行測量。所以，偏振器件的性能、經(jīng)過磁光調(diào)制后的偏振光的性能對于測量非常關(guān)鍵，其穩(wěn)定性直接影響到測量的精度。通過調(diào)研，現(xiàn)有的偏振光及偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置存在精度低、體積較大、受使用環(huán)境條件的制約等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，以解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，包括在入射光路上依次設(shè)置的通光孔、偏振棱鏡、聚光透鏡以及光電探測器和用以帶動(dòng)偏振棱鏡水平旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有用以測試偏振棱鏡水平旋轉(zhuǎn)角度的測角碼盤。上述偏振棱鏡、聚光透鏡和光電探測器置于一個(gè)密封的儀器罩內(nèi)，所述光電探測器固定于該儀器罩內(nèi)的底面上；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分為上、下兩個(gè)部分，其中下部包括安裝于檢測裝置的基座上作為動(dòng)力輸出的精密旋轉(zhuǎn)軸和微調(diào)旋鈕以及鎖緊旋鈕，上部伸入所述儀器罩內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)架，所述偏振棱鏡和聚光透鏡依次位于該旋轉(zhuǎn)架的中軸線上且以壓圈方式固定。上述偏振棱鏡、聚光透鏡置于一個(gè)偏振棱鏡座上，偏振棱鏡通過石膏進(jìn)行固定，聚光透鏡通過壓圈進(jìn)行固定，壓圈與偏振棱鏡座螺紋連接；偏振棱鏡座通過螺釘固定于儀器罩內(nèi)的底面上。上述通光孔位于所述儀器罩頂部，通光孔位置安裝經(jīng)過淬火釋放應(yīng)力的密封玻璃，密封玻璃通過環(huán)形彈性壓圈固定，所述環(huán)形彈性壓圈與儀器罩通過螺紋連接且中心位于所述中軸線上。上述測角碼盤分為定盤和動(dòng)盤兩部分，分別固定于基座和精密旋轉(zhuǎn)軸上。上述光電探測器固定于信號處理電路板上，該信號處理電路板通過螺釘固定于儀器罩內(nèi)的底面上，且光電探測器位于聚光透鏡正下方。上述基座是帶有20"水準(zhǔn)器的調(diào)平基座；所述20"水準(zhǔn)器置于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上、下兩部分之間外側(cè)上端面，并由石膏灌封固定。
3[0013]針對偏振光穩(wěn)定性的檢測，該線偏振光磁光效應(yīng)檢測方法，包括以下步驟1)設(shè)置偏振棱鏡，使被檢線偏振光入射至偏振棱鏡通光孔并出射至光電探測器；2)調(diào)節(jié)偏振棱鏡，使偏振棱鏡的透光軸與被檢線偏振光的光軸在與偏振光入射方向垂直的平面內(nèi)成90°夾角，記此時(shí)偏振棱鏡的透光軸位于所述平面內(nèi)a位置；3)水平轉(zhuǎn)動(dòng)偏振棱鏡90°，再根據(jù)光電探測器的輸出信號，水平微調(diào)偏振棱鏡， 使偏振棱鏡的透光軸與被檢線偏振光的光軸成0°或180°夾角，記此時(shí)偏振棱鏡的透光軸位于所述平面內(nèi)b位置，并記錄此時(shí)的角度值；4)多次操作步驟2)和3)；5)根據(jù)多組所述測量角度值，統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出被檢線偏振光光軸的穩(wěn)定度。上述步驟幻得出與b位置相對應(yīng)的角度值為Xi ；步驟4)重復(fù)操作η次步驟2)和 3)；步驟幻所述統(tǒng)計(jì)計(jì)算是根據(jù)以下公式計(jì)算得到被檢線偏振光光軸的穩(wěn)定度δ。針對磁光調(diào)制深度以及磁光調(diào)制角幅度的檢測，該線偏振光磁光效應(yīng)檢測方法， 包括以下步驟1)設(shè)置偏振棱鏡，使被檢線偏振光入射至偏振棱鏡通光孔并出射至光電探測器；2)調(diào)節(jié)偏振棱鏡，使偏振棱鏡的透光軸與被檢線偏振光的光軸在與偏振光入射方向垂直的平面內(nèi)成45°夾角，測得此位置下光電探測器檢測到的信號光強(qiáng)度最大值Imax最小值I-；3)被檢經(jīng)過磁光調(diào)制線偏振光的磁光調(diào)制深度根據(jù)以下公式計(jì)算得到；π = (I -I . )/(1 +1 ■)
LJL\imax 丄 min/ 1 \imax 丄 min/4)根據(jù)步驟幻得到的磁光調(diào)制深度η的值，計(jì)算得到磁光調(diào)制的調(diào)制角幅度為θ = (arcsinn)/2。本實(shí)用新型檢測方法操作簡便、避免了測試環(huán)境對檢測精度的不利影響；本實(shí)用新型檢測裝置結(jié)構(gòu)簡明、穩(wěn)定性較好，測試精度較高。

圖1為本實(shí)用新型檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型檢測裝置側(cè)視示意圖。圖3為進(jìn)行線偏振光磁光效應(yīng)檢測時(shí)檢測裝置的光路示意圖。附圖標(biāo)號說明1-密封玻璃壓圈；2-密封玻璃；3-儀器罩；4-偏振棱鏡；5-偏振棱鏡座；6-聚光透鏡；7-聚光透鏡固定壓圈；8-光電探測器；9-偏振棱鏡座固定螺釘；10-信號處理及控制電路板；11-儀器罩固定螺釘；12-高精度測角碼盤；13-旋轉(zhuǎn)軸固定壓圈；14-儀器罩連接螺釘；15-精密旋轉(zhuǎn)軸；16-旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)微調(diào)旋鈕；[0039]17-旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鎖緊旋鈕；18-底座；19-底座鎖緊旋鈕；20-調(diào)平腳螺；21-20"水準(zhǔn)器；22-液晶顯示及控制面板；23-(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的)鎖緊及微調(diào)旋鈕軸；25-入射線偏振光。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，包括在入射光路上依次設(shè)置的通光孔、偏振棱鏡、聚光透鏡以及光電探測器和用以帶動(dòng)偏振棱鏡水平旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有用以測試偏振棱鏡水平旋轉(zhuǎn)角度的測角碼盤。偏振棱鏡、聚光透鏡和光電探測器置于一個(gè)密封的儀器罩內(nèi)，所述光電探測器固定于該儀器罩內(nèi)的底面上；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分為上、下兩個(gè)部分，其中下部包括安裝于檢測裝置的基座上作為動(dòng)力輸出的精密旋轉(zhuǎn)軸和微調(diào)旋鈕以及鎖緊旋鈕，上部伸入所述儀器罩內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)架，所述偏振棱鏡和聚光透鏡依次位于該旋轉(zhuǎn)架的中軸線上且以壓圈方式固定。偏振棱鏡、聚光透鏡置于一個(gè)偏振棱鏡座上，偏振棱鏡通過石膏進(jìn)行固定，聚光透鏡通過壓圈進(jìn)行固定，壓圈與偏振棱鏡座螺紋連接；偏振棱鏡座通過螺釘固定于儀器罩內(nèi)的底面上。通光孔位于所述儀器罩頂部，通光孔位置安裝經(jīng)過淬火釋放應(yīng)力的密封玻璃，密封玻璃通過環(huán)形彈性壓圈固定，所述環(huán)形彈性壓圈與儀器罩通過螺紋連接且中心位于所述中軸線上。測角碼盤分為定盤和動(dòng)盤兩部分，分別固定于基座和精密旋轉(zhuǎn)軸上。光電探測器固定于信號處理電路板上，該信號處理電路板通過螺釘固定于儀器罩內(nèi)的底面上，且光電探測器位于聚光透鏡正下方?；菐в?0"水準(zhǔn)器的調(diào)平基座；所述20"水準(zhǔn)器置于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上、下兩部分之間外側(cè)上端面，并由石膏灌封固定。應(yīng)用本實(shí)用新型的檢測裝置，可以在一個(gè)完整的操作流程中完成對多個(gè)檢測參數(shù)的檢測，該方法包括以下步驟1)將檢測裝置置于檢測臺(tái)上，使經(jīng)過磁光調(diào)制后的線偏振光對準(zhǔn)檢測裝置的通光孔并將檢測裝置調(diào)平；2)打開檢測裝置電源開關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使檢測裝置上偏振棱鏡的透光軸與被檢線偏振光光軸成90°夾角(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)到該位置時(shí)會(huì)給出語音提示)，并鎖緊將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鎖緊旋鈕。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)裝置處于位置I ；3)保持檢測裝置位置不變，將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對于上述位置I轉(zhuǎn)動(dòng)90° (旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過的角度可從液晶顯示屏上讀出)，將鎖緊旋鈕鎖緊，選擇控制面板上的“光軸測量”鍵，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的微調(diào)旋鈕，使檢測裝置上偏振棱鏡的透光軸與被檢線偏振光光軸成0°或成180°夾角(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)到該位置時(shí)會(huì)給出語音提示)，此時(shí)從液晶顯示屏上可以讀出
偏振光光軸的方位值，按照上述方法進(jìn)行重復(fù)η次測量，根據(jù)公式Χ)2進(jìn)行計(jì)算
即可得到被測線偏振光光軸的穩(wěn)定度；[0053]4)上述步驟幻操作完成后，保持檢測裝置位置不變，將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對于上述位置 I轉(zhuǎn)動(dòng)45° (旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過的角度可從液晶顯示屏上讀出)，并將鎖緊旋鈕鎖緊；此時(shí)檢測裝置上偏振棱鏡透光軸與被檢線偏振光光軸夾角為45°，光電探測器檢測到信號光強(qiáng)度可以表示為Imax= Io(l+sin2 0)/2(1)Imin= Io(l-sin2 0)/2(2)I0為檢測裝置上偏振棱鏡透光軸與線偏振光光軸夾角為0°時(shí)光電探測器檢測到的信號光強(qiáng)度；θ為磁光調(diào)制的調(diào)制角幅度根據(jù)式⑴、⑵計(jì)算得到磁光調(diào)制的調(diào)制深度可以表示為η = (Imax-Imin)/(imax+imi ) (3)選擇控制面板上的“調(diào)制深度”按鍵，此時(shí)從液晶顯示屏上即可得到被測偏振光的磁光調(diào)制深度n，精度為士 ；5)保持檢測裝置處于步驟4)所在位置不變，選擇控制面板上的“調(diào)制角幅度”按鍵，此時(shí)從液晶顯示屏上即可得到被測偏振光的磁光調(diào)制角幅度θ，精度為士30"；由磁光調(diào)制的調(diào)制深度η = (Imax-Imin)/(Imax+Imin) = sin 2 θ可以得到磁光調(diào)制的調(diào)制角幅度為θ = (arCSinii)/2，根據(jù)步驟(4)檢測得到的磁光調(diào)制深度η的值，便可得到調(diào)制角幅度θ。6)借助于本檢測裝置，按照上述操作方法可以對偏器件的性能，如偏振棱鏡的消光特性、磁光調(diào)制晶體的穩(wěn)定性等做初步的檢測和分析；7)該檢測裝置適用于磁光調(diào)制信號為正弦波信號的檢測，并可將原始調(diào)制信號作為同步基準(zhǔn)信號引入檢測裝置。檢測裝置對其上偏振棱鏡的透光軸與被檢線偏振光光軸成 90°夾角位置的判斷是以檢測到原始調(diào)制信號的二倍頻信號為準(zhǔn)的，將原始調(diào)制信號作為基準(zhǔn)信號來檢測其二倍頻信號有助于提高系統(tǒng)的檢測精度?？梢钥闯觯緦?shí)用新型檢測方法操作簡便、能夠避免測試環(huán)境對檢測精度的不利影響；本實(shí)用新型檢測裝置結(jié)構(gòu)簡明、穩(wěn)定性較好，測試精度較高。
權(quán)利要求1.一種線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，其特征在于包括在入射光路上依次設(shè)置的通光孔、偏振棱鏡、聚光透鏡以及光電探測器和用以帶動(dòng)偏振棱鏡水平旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有用以測試偏振棱鏡水平旋轉(zhuǎn)角度的測角碼盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，其特征在于所述偏振棱鏡、聚光透鏡和光電探測器置于一個(gè)密封的儀器罩內(nèi)，所述光電探測器固定于該儀器罩內(nèi)的底面上；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分為上、下兩個(gè)部分，其中下部包括安裝于檢測裝置的基座上作為動(dòng)力輸出的精密旋轉(zhuǎn)軸和微調(diào)旋鈕以及鎖緊旋鈕，上部伸入所述儀器罩內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)架，所述偏振棱鏡和聚光透鏡依次位于該旋轉(zhuǎn)架的中軸線上且以壓圈方式固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，其特征在于所述偏振棱鏡、聚光透鏡置于一個(gè)偏振棱鏡座上，偏振棱鏡通過石膏進(jìn)行固定，聚光透鏡通過壓圈進(jìn)行固定， 壓圈與偏振棱鏡座螺紋連接；偏振棱鏡座通過螺釘固定于儀器罩內(nèi)的底面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，其特征在于所述通光孔位于所述儀器罩頂部，通光孔位置安裝經(jīng)過淬火釋放應(yīng)力的密封玻璃，密封玻璃通過環(huán)形彈性壓圈固定，所述環(huán)形彈性壓圈與儀器罩通過螺紋連接且中心位于所述中軸線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，其特征在于所述測角碼盤分為定盤和動(dòng)盤兩部分，分別固定于基座和精密旋轉(zhuǎn)軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，其特征在于所述光電探測器固定于信號處理電路板上，該信號處理電路板通過螺釘固定于儀器罩內(nèi)的底面上，且光電探測器位于聚光透鏡正下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，其特征在于所述基座是帶有 20"水準(zhǔn)器的調(diào)平基座；所述20"水準(zhǔn)器置于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上、下兩部分之間外側(cè)上端面，并由石膏灌封固定。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種線偏振光磁光效應(yīng)檢測裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的檢測裝置包括在入射光路上依次設(shè)置的通光孔、偏振棱鏡、聚光透鏡以及光電探測器和用以帶動(dòng)偏振棱鏡水平旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有用以測試偏振棱鏡水平旋轉(zhuǎn)角度的測角碼盤。本實(shí)用新型檢測裝置結(jié)構(gòu)簡明、穩(wěn)定性較好，測試精度較高。
文檔編號G01M11/02GK202210023SQ20112029774
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者姚挺, 徐峰, 李鵬, 王衛(wèi)峰, 陸衛(wèi)國 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所