高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，包括分束器、第一平面反射鏡、第二平面反射鏡、傾斜反射鏡、第三平面反射鏡以及能量收集鏡，其中，所述第一平面反射鏡與所述第二平面反射鏡平行設(shè)置構(gòu)成旋轉(zhuǎn)反射鏡組，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組固定連接轉(zhuǎn)軸，通過(guò)所述轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傾斜反射鏡具有傾角，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組的出射光垂直入射所述傾斜反射鏡。采用一對(duì)平行平面鏡保證了入射光線(xiàn)和出射光線(xiàn)平行，平面鏡組的旋轉(zhuǎn)保證了系統(tǒng)自穩(wěn)定性和減少了探測(cè)時(shí)間，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了加工裝調(diào)難度和生產(chǎn)成本的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】局穩(wěn)定性轉(zhuǎn)I競(jìng)干涉儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光譜探測(cè)與成像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高穩(wěn)定性時(shí)間調(diào)制型雙光束干涉儀。
【背景技術(shù)】
[0002]傅里葉變換紅外光譜儀(FourierTransform Infrared Spectrometer, FTIR)是利用光的干涉實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的光譜進(jìn)行測(cè)量的儀器，具有多通道、高通量、高信噪比、高精確度等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、航空航天遙感等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]干涉儀是FTIR的核心部件，干涉儀的性能決定了儀器測(cè)量結(jié)果的優(yōu)劣。目前FTIR的干涉儀通常都是基于邁克爾遜干涉儀及其變形結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)通常由分束器、動(dòng)鏡和定鏡三部分構(gòu)成，動(dòng)鏡和定鏡通常采用平面鏡或立方體反射鏡，通過(guò)動(dòng)鏡運(yùn)動(dòng)探測(cè)不同光程差的干涉數(shù)據(jù)。動(dòng)鏡的運(yùn)動(dòng)方式主要有兩種，一種是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，一種是轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0004]對(duì)于動(dòng)鏡直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的干涉儀，最直接和簡(jiǎn)潔的方案是采用平面動(dòng)鏡，至今仍是一些國(guó)際著名廠商的核心專(zhuān)利技術(shù)，如美國(guó)Nicolet公司的Vectra專(zhuān)利。但其對(duì)動(dòng)鏡的運(yùn)動(dòng)精度要求非常嚴(yán)格，對(duì)材料、設(shè)計(jì)都有很高的要求。運(yùn)動(dòng)過(guò)程需要設(shè)置輔助光路，利用激光對(duì)動(dòng)鏡運(yùn)動(dòng)的方向準(zhǔn)直性、速度均勻性、位移量等進(jìn)行實(shí)時(shí)精確監(jiān)測(cè)和修正；另外，因?yàn)閯?dòng)鏡的傾斜晃動(dòng)對(duì)測(cè)量精度影響很大，就需要一套高精度的控制系統(tǒng)使動(dòng)鏡勻速平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，但是這在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)起來(lái)仍然比較困難且成本較高；再次，動(dòng)鏡直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌道的加工工藝依賴(lài)性較強(qiáng)，且易受抖動(dòng)或震動(dòng)等外界環(huán)境的干擾。這些原因都導(dǎo)致干涉儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，抗干擾能力低。
[0005]為了克服平面動(dòng)鏡運(yùn)動(dòng)精度要求太高的困難，出現(xiàn)了不少采用角反射體動(dòng)鏡直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的干涉儀方案，大大降低了對(duì)動(dòng)鏡軸承和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的要求，但由于動(dòng)鏡直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的往復(fù)特點(diǎn)，導(dǎo)致光譜探測(cè)速率較低。
[0006]在此基礎(chǔ)上，人們提出采用轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)形式的干涉儀方案，并形成了諸多專(zhuān)利技術(shù)，其中德國(guó)Bruker公司引以為榮的基于兩個(gè)角反射體擺動(dòng)的Rocksolid專(zhuān)利，已經(jīng)產(chǎn)品化；美國(guó)Perkin Elmer公司的基于雙平行反射鏡擺動(dòng)的Dynascan專(zhuān)利，克服了干涉儀動(dòng)鏡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的高精度要求，實(shí)現(xiàn)了很高的穩(wěn)定性。但由于擺動(dòng)依然是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，探測(cè)速度還是比較低。
[0007]另一方面，從航天遙感角度看，無(wú)論是直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)還是擺動(dòng)，都無(wú)法避免加速減速的過(guò)程，其對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的擾動(dòng)難以克服。
[0008]國(guó)際上也有人提出基于勻速旋轉(zhuǎn)反射鏡的干涉儀，克服了往復(fù)運(yùn)動(dòng)的不足。但是這種干涉儀一般需要轉(zhuǎn)鏡和多個(gè)定鏡組成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，增大了設(shè)計(jì)研制難度，對(duì)便攜性也有一定影響。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，提高穩(wěn)定性、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，同時(shí)，克服往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速減速過(guò)程，使之能夠適應(yīng)高速探測(cè)、航天遙感等更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0011]一種高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，包括:
[0012]分束器、第一平面反射鏡、第二平面反射鏡、傾斜反射鏡、第三平面反射鏡以及能量收集鏡，其中，所述第一平面反射鏡與所述第二平面反射鏡平行設(shè)置構(gòu)成旋轉(zhuǎn)反射鏡組，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組固定連接轉(zhuǎn)軸，通過(guò)所述轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)使所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傾斜反射鏡具有傾角，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組的出射光垂直入射所述傾斜反射鏡。
[0013]平行光進(jìn)入所述分束器后，一路透射光線(xiàn)垂直到達(dá)所述第三平面反射鏡得到第一透射光線(xiàn)，另一路反射光線(xiàn)到達(dá)所述第一平面反射鏡得到第一反射光線(xiàn)；
[0014]所述第一透射光線(xiàn)經(jīng)所述第三反射鏡反射后沿原光路返回，再次通過(guò)所述分束器反射得到第二反射光線(xiàn)；
[0015]所述第一反射光線(xiàn)順序經(jīng)過(guò)所述第一平面反射鏡和所述第二平面反射鏡反射后，垂直入射到所述傾斜反射鏡，經(jīng)所述傾斜反射鏡反射光線(xiàn)順序經(jīng)過(guò)所述第二平面反射鏡和所述第一平面反射鏡沿原光路返回，再次通過(guò)所述分束器透射后得到第二透射光線(xiàn)；
[0016]所述第二反射光線(xiàn)與所述第二透射光線(xiàn)經(jīng)所述能量收集鏡會(huì)聚到達(dá)探測(cè)器形成干涉。
[0017]由上述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，采用一對(duì)平行平面鏡保證了入射光線(xiàn)和出射光線(xiàn)平行，旋轉(zhuǎn)反射鏡組在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，出射光線(xiàn)的方向始終不變，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和出射光束的相干性。由于旋轉(zhuǎn)反射鏡組可實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，提高了系統(tǒng)探測(cè)速率。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了加工裝調(diào)難度和生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀構(gòu)成示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀中旋轉(zhuǎn)反射鏡組構(gòu)成示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀中旋轉(zhuǎn)反射鏡組構(gòu)成示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明實(shí)施例高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀中反射鏡組法線(xiàn)與入射光線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖。
[0024]圖6為本發(fā)明實(shí)施例高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀的應(yīng)用流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，包括分束器11、第一平面反射鏡12、第二平面反射鏡13、傾斜反射鏡14、第三平面反射鏡16以及能量收集鏡17，其中，第一平面反射鏡12與第二平面反射鏡13平行設(shè)置構(gòu)成旋轉(zhuǎn)反射鏡組，旋轉(zhuǎn)反射鏡組固定連接轉(zhuǎn)軸15,通過(guò)轉(zhuǎn)軸15的旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)反射鏡組轉(zhuǎn)動(dòng),傾斜反射鏡14具有傾角,旋轉(zhuǎn)反射鏡組的出射光垂直入射傾斜反射鏡14:
[0027]平行光進(jìn)入分束器11后，一路透射光線(xiàn)垂直到達(dá)第三平面反射鏡16得到第一透射光線(xiàn)，另一路反射光線(xiàn)到達(dá)第一平面反射鏡12得到第一反射光線(xiàn)；
[0028]所述第一透射光線(xiàn)經(jīng)第三反射鏡16反射后沿原光路返回，再次通過(guò)分束器11反射得到第二反射光線(xiàn)；
[0029]所述第一反射光線(xiàn)順序經(jīng)過(guò)第一平面反射鏡12和第二平面反射鏡13反射后，垂直入射到傾斜反射鏡14，經(jīng)傾斜反射鏡14反射光線(xiàn)順序經(jīng)過(guò)第二平面反射鏡13和第一平面反射鏡12沿原光路返回，再次通過(guò)分束器11透射后得到第二透射光線(xiàn)；
[0030]所述第二反射光線(xiàn)與所述第二透射光線(xiàn)經(jīng)能量收集鏡17會(huì)聚到達(dá)探測(cè)器形成干涉。
[0031]由上述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀是一種高穩(wěn)定性時(shí)間調(diào)制型雙光束干涉儀，其采用一對(duì)平行平面鏡保證了入射光線(xiàn)和出射光線(xiàn)平行，旋轉(zhuǎn)反射鏡組在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，出射光線(xiàn)的方向始終不變，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和出射光束的相干性。由于旋轉(zhuǎn)反射鏡組可實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，提高了系統(tǒng)探測(cè)速率。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了加工裝調(diào)難度和生產(chǎn)成本。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例的干涉儀，還可以包括探測(cè)器，隨著旋轉(zhuǎn)反射鏡組的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，探測(cè)器接收到不同光程差時(shí)的干涉強(qiáng)度，形成時(shí)間序列排列的干涉圖。
[0033]探測(cè)器可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)得以理解，在此不作贅述。示例性的，如圖1所示，探測(cè)器18。
[0034]能量收集鏡17可以為球面反射鏡或球面透鏡，或者所述能量收集鏡為非球面反射鏡或非球面透鏡，不受限制，可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)得以理解。
[0035]分束器11可以包括分束鏡或分光棱鏡，不受限制，可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)得以理解。示例性的，如圖1所示，光源19發(fā)出的光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄猓M(jìn)入分束器11被分成兩束，即雙光束。
[0036]示例性的，本發(fā)明實(shí)施例的干涉儀，如圖2所示，旋轉(zhuǎn)反射鏡組固定連接轉(zhuǎn)軸的方式，可以為:
[0037]第一平面反射鏡21與第二平面反射鏡22通過(guò)連接桿23固定連接，第一平面反射鏡21與轉(zhuǎn)軸24固定連接。
[0038]連接桿23可以為I條或多條。
[0039]或者，可選的，如圖3所示，旋轉(zhuǎn)反射鏡組固定連接轉(zhuǎn)軸的方式，可以為:
[0040]第二平面反射鏡31通過(guò)連接桿32與轉(zhuǎn)軸33固定連接，第一平面反射鏡34與轉(zhuǎn)軸33固定連接。
[0041]可見(jiàn)，在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，第一平面反射鏡和第二平面反射鏡式始終保持平行。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，旋轉(zhuǎn)反射鏡組固定連接轉(zhuǎn)軸的方式不受上述示例性限制，任何其他可實(shí)現(xiàn)方式具在保護(hù)范圍內(nèi)。
[0042]如圖1、2、3所示，第一平面反射鏡與轉(zhuǎn)軸固定連接，可以包括:
[0043]根據(jù)第一平面反射鏡與其法線(xiàn)(圖中虛線(xiàn)所示)的交點(diǎn)位置，轉(zhuǎn)軸一端在位置與第一平面反射鏡固定連接。
[0044]轉(zhuǎn)軸可以豎直設(shè)置，轉(zhuǎn)軸一端穿過(guò)傾斜反射鏡。
[0045]轉(zhuǎn)軸的另一端連接電機(jī)，電機(jī)輸出勻速轉(zhuǎn)速。
[0046]可見(jiàn)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一平面反射鏡和第二平面反射鏡進(jìn)行勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0047]如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的干涉儀，傾斜反射鏡可以包括反射平面(AB所示平面)和水平面(AC所示平面)，反射平面為平面反射鏡面，傾斜反射鏡的傾角Θ為反射斜面與水平面之間的夾角。
[0048]或者，傾斜反射鏡為傾斜設(shè)置的平面反射鏡，傾斜反射鏡的傾角Θ為傾斜反射鏡傾斜設(shè)置時(shí)與水平面之間的夾角。
[0049]也就是，傾斜反射鏡可以是以?xún)A角Θ傾斜設(shè)置的平面反射鏡，或者，傾斜反射鏡為楔形，其反射平面和水平面為傾角Θ。傾斜反射鏡的設(shè)置方式，配合旋轉(zhuǎn)反射鏡組實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)反射鏡組的出射光 入射傾斜反射鏡。
[0050]本發(fā)明實(shí)施例的干涉儀，當(dāng)?shù)谝黄矫娣瓷溏R與第二平面反射鏡之間的距離、第一平面反射鏡的法線(xiàn)與轉(zhuǎn)軸之間的夾角以及傾斜反射鏡的傾角為已知時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速即可確定光程差。具體參考圖4所示，進(jìn)行說(shuō)明。
[0051]設(shè)傾斜反射鏡的傾角為Θ，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為ω，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)任意時(shí)刻t時(shí)，第一平面反射鏡法線(xiàn)與轉(zhuǎn)軸的夾角為α，第一平面反射鏡的入射光線(xiàn)與該鏡的法線(xiàn)夾角為β。
[0052]為了達(dá)到測(cè)量的目的，需要推導(dǎo)出該時(shí)刻干涉儀的光程差，具體推導(dǎo)步驟如下:
[0053]當(dāng)光線(xiàn)通過(guò)分束器向第一平面反射鏡入射時(shí)，過(guò)第一平面反射鏡與轉(zhuǎn)軸交點(diǎn)O做平行于AB的輔助線(xiàn)I與第二平面反射鏡的反射光線(xiàn)O' G交于D點(diǎn)，令:
[0054]L1 = OO1 ;L2 = O' D ；
[0055]第一平面反射鏡與第二平面反射鏡之間的垂直距離為h。
[0056]由三角關(guān)系可得:
[0057]L1 = hcos β 公式(I)
[0058]L2 = L1Cos (2 β )公式(2)
[0059]所以:
[0060]L = ^+L2= 2L' cos2 β = 2/7 cos β 公式(3)
[0061]推導(dǎo)公式⑵中cos3的表達(dá)式
[0062]第一平面反射鏡的法線(xiàn)繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其幾何關(guān)系如圖5所示，OH相當(dāng)于轉(zhuǎn)軸，EO為法線(xiàn)，F(xiàn)O相當(dāng)于第一平面反射鏡的入射光線(xiàn)，Z EHF= cot。令:HE = RpHF = RyEO = B,FO = b, FE = C0為方便推導(dǎo)，再令OH= I。則由三角關(guān)系，有:
[0063]a = Icos α 公式(4)
[0064]b = Icos Θ 公式(5)
[0065]R1 = tan α 公式(6)[0066]R2 = tan Θ 公式(7)
[0067]c2 = R: + R； - 2R' Rz cos((at)公式(8)
[0068]c2 = a2+b2-2abcos β 公式(9)
[0069]聯(lián)立公式(4) — (9)，可得:
[0070]cos β = cos a cos Θ+sin a sin Θ cos (ω t)公式(10)
[0071]由公式⑶和(10)，可得
[0072]L = 2h [cos a cos Θ+sin a sin Θ cos (ω t)]公式(11)
[0073]由上式，可取cot = 2時(shí)，求得過(guò)零點(diǎn)光程為:
[0074]L0 = 2hcos a cos Θ 公式(12)
[0075]因此，可得光程差Λ L為:
[0076]Δ L = 2 (L-L0) = 4hsin a sin Θ cos (ω t)公式(13)
[0077]h表示第一平面反射鏡與第二平面反射鏡之間的垂直距離，α表示第一平面反射鏡的法線(xiàn)與轉(zhuǎn)軸之間的夾角，Θ表示傾角。
[0078]由公式(13)可知，h，α，Θ已知的情況下，只要能夠準(zhǔn)確獲得相位《t，就可達(dá)到精確測(cè)量光程差的目的。還可以通過(guò)改變距離h來(lái)改變干涉儀的分辨率。
[0079]所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速ω的大小可以根據(jù)使用需求設(shè)計(jì)，其主要取決于探測(cè)器采樣速率、入射輻射特性和靈敏度，在此不做贅述。獲得相位的方式，可以為通過(guò)激光標(biāo)定實(shí)現(xiàn)，具體可以參考現(xiàn)有技術(shù)得以理解，在此不做贅述。
[0080]如圖6所示，本發(fā)明干涉儀實(shí)現(xiàn)干涉的具體實(shí)施步驟為:
[0081]61、光源輻射光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄?，進(jìn)入分束器，同時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)第一平面反射鏡和第二平面反射鏡進(jìn)行勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0082]62、入射平行光束通過(guò)分束器分光，一路透射到達(dá)第三平面反射鏡稱(chēng)為第一透射光線(xiàn)，另一路反射到達(dá)第一平面反射鏡稱(chēng)為第一反射光線(xiàn)；
[0083]63、第一反射光線(xiàn)先后經(jīng)過(guò)第一平面反射鏡和第二平面反射鏡反射后，垂直入射到傾斜反射鏡上；
[0084]64、入射到傾斜反射鏡上的光線(xiàn)經(jīng)反射后沿原光路返回，再次通過(guò)分束器透射后得到第二透射光線(xiàn)；
[0085]65、第一透射光線(xiàn)經(jīng)第三反射鏡反射后沿原光路返回，再次通過(guò)分束器反射得到第二反射光線(xiàn)；
[0086]66、第二透射光線(xiàn)和第二反射光線(xiàn)經(jīng)能量收集鏡會(huì)聚至探測(cè)器，得到最終干涉信號(hào)。
[0087]本發(fā)明實(shí)施例的干涉儀:
[0088]采用傾斜反射鏡和旋轉(zhuǎn)式反射鏡組代替動(dòng)鏡，克服了平面動(dòng)鏡直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)式干涉儀的缺點(diǎn)，對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差免疫，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。
[0089]旋轉(zhuǎn)反射鏡組的出射光垂直入射所述傾斜反射鏡，保證光路原路返回，系統(tǒng)光路沒(méi)有變化，光學(xué)系統(tǒng)聚焦點(diǎn)始終位于點(diǎn)探測(cè)器，有利于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0090]系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了加工裝調(diào)難度和生產(chǎn)成本。
[0091]使用勻速電機(jī)對(duì)干涉儀進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)控制相對(duì)容易，且通過(guò)準(zhǔn)確獲得相位ω t，可達(dá)到精確測(cè)量光程差，有利于提高測(cè)量精度。[0092]在每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期可全程采樣，可實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，大大減小探測(cè)時(shí)間。
[0093]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，包括分束器、第一平面反射鏡、第二平面反射鏡、傾斜反射鏡、第三平面反射鏡以及能量收集鏡，其中，所述第一平面反射鏡與所述第二平面反射鏡平行設(shè)置構(gòu)成旋轉(zhuǎn)反射鏡組，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組固定連接轉(zhuǎn)軸，通過(guò)所述轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傾斜反射鏡具有傾角，所述旋轉(zhuǎn)反射鏡組的出射光垂直入射所述傾斜反射鏡: 平行光進(jìn)入所述分束器后，一路透射光線(xiàn)垂直到達(dá)所述第三平面反射鏡得到第一透射光線(xiàn)，另一路反射光線(xiàn)到達(dá)所述第一平面反射鏡得到第一反射光線(xiàn)； 所述第一透射光線(xiàn)經(jīng)所述第三反射鏡反射后沿原光路返回，再次通過(guò)所述分束器反射得到第二反射光線(xiàn)； 所述第一反射光線(xiàn)順序經(jīng)過(guò)所述第一平面反射鏡和所述第二平面反射鏡反射后，垂直入射到所述傾斜反射鏡，經(jīng)所述傾斜反射鏡反射光線(xiàn)順序經(jīng)過(guò)所述第二平面反射鏡和所述第一平面反射鏡沿原光路返回，再次通過(guò)所述分束器透射后得到第二透射光線(xiàn)； 所述第二反射光線(xiàn)與所述第二透射光線(xiàn)經(jīng)所述能量收集鏡會(huì)聚到達(dá)探測(cè)器互相干涉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為ω，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)任意時(shí)刻t時(shí)，光程差A(yù)L = 2 (L-L0) = 4hsin a sin Θ cos(cot),
其中，L = 2h [cos a cos Θ +sin a sin Θ cos (ω t)]；
取 cot = π2 時(shí)，Ltl = 2hcos a cos Θ ； h表示所述第一平面反射鏡與所述第二平面反射鏡之間的垂直距離，α表示所述第一平面反射鏡的法線(xiàn)與所述轉(zhuǎn)軸之間的夾角，Θ表示所述傾斜反射鏡的傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，所述傾斜反射鏡包括反射平面和水平面，所述傾斜反射鏡的傾角為所述反射斜面與所述水平面之間的夾角，所述反射平面為平面反射鏡面； 或者，所述傾斜反射鏡為傾斜設(shè)置的平面反射鏡，所述傾斜反射鏡的傾角為所述傾斜反射鏡傾斜設(shè)置時(shí)與水平面之間的夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，所述第一平面反射鏡與所述第二平面反射鏡通過(guò)連接桿固定連接，所述第一平面反射鏡與所述轉(zhuǎn)軸固定連接； 或者，所述第二平面反射鏡通過(guò)連接桿與所述轉(zhuǎn)軸固定連接，所述第一平面反射鏡與所述轉(zhuǎn)軸固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸一端在所述第一平面反射鏡與其法線(xiàn)的交點(diǎn)位置與所述第一平面反射鏡固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，所述轉(zhuǎn)軸一端穿過(guò)所述傾斜反射鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸的另一端連接電機(jī)，所述電機(jī)輸出勻速轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，所述分束器包括分束鏡或分光棱鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)鏡干涉儀，其特征在于，所述能量收集鏡為球面反射鏡或透鏡，或者所述能量收集鏡為非球面反射鏡或透鏡。
【文檔編號(hào)】G01J3/26GK104034423SQ201410284098
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】相里斌, 張文喜, 方煜, 譚政, 周志盛, 呂群波 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電研究院