一種便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及激光干涉測量領(lǐng)域，具體涉及一種采用聲光移頻器來調(diào)節(jié)參考光與測量光的分光比的外差干涉測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光干涉測量由于具有非接觸、高精度的優(yōu)點，在工程實際中被廣泛應(yīng)用，尤其是在位移、速度測量及振動測量等領(lǐng)域。外差法是干涉測量的一種方法，它使參考光與測量光產(chǎn)生一定的頻率差從而引入載波，干涉的被測信號就是通過這一載波來傳遞，被光電探測器接收。這一方法能夠隔絕由于外界環(huán)境干擾而引起的直流電平漂移。外差干涉中一般采用分光棱鏡作為分束裝置，將激光器發(fā)出的激光分為參考光和測量光，由于參考光與測量光不共路，會有不同程度的衰減，尤其是經(jīng)被測物反射后返回的測量光將嚴重衰減，為保證良好的干涉效果，需要對參考光和測量光的分光比進行調(diào)節(jié)，使探測器接收到的參考光和測量光的光強接近，以獲取良好的干涉效果。分光比的調(diào)節(jié)一般是通過直接調(diào)整光路中的元件來實現(xiàn)的。對于高精度的外差干涉測量系統(tǒng)而言，測量過程中對光路元件的調(diào)節(jié)增加了測量難度，且難以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，影響測量精度。
[0003]現(xiàn)有中國專利文獻CN 201020134455公開了一種外差激光干涉儀光路，這種方法米用偏振分光器對激光器發(fā)出的激光進行分光，分為參考光和測量光，米用聲光移頻器對參考光進行調(diào)制，被調(diào)制的參考光和經(jīng)被測物反射回來的測量光再經(jīng)過另一個偏振分光器合束發(fā)生干涉后進入光電探測器。這種方法在調(diào)節(jié)分光比時需要旋轉(zhuǎn)激光器或激光出射端元件以改變線偏振光的偏振方向，從而利用偏振分光器的特性來改變分光比，調(diào)節(jié)過程較復雜。且光路中使用了較多的光學件，導致光能利用率低，光路結(jié)構(gòu)所占空間較大，光路穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測量系統(tǒng)。
[0005]本實用新型的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測量系統(tǒng)，包括激光器、偏振分光棱鏡和光電探測器，激光器用于發(fā)出線偏振光，光電探測器用于將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，光電探測器的前端設(shè)置有凸透鏡;其特別之處在于:激光器的前端設(shè)置有對其發(fā)出的線偏振光進行聲光作用的聲光移頻器，聲光移頻器連接有聲光移頻器驅(qū)動電路，線偏振光經(jīng)聲光移頻器作用后，產(chǎn)生的零級光作為測量光，產(chǎn)生的一級衍射光作為參考光，聲光移頻器驅(qū)動電路通過控制聲光移頻器產(chǎn)生的聲波的參數(shù)，來對偏振光所產(chǎn)生的零級光與一級衍射光的分光比進行控制；
[0006]激光器、聲光移頻器和偏振分光棱鏡位于同一直線上，偏振分光棱鏡與被測物之間設(shè)置有1/4波片，測量光依次經(jīng)偏振分光棱鏡、1/4波片照射于被測物上，經(jīng)被測物反射的測量光透過1/4波片再經(jīng)偏振分光棱鏡的反射后照射于凸透鏡上;光電探測器的前端設(shè)置有反射鏡，反射鏡與光電探測器之間設(shè)置有1/2波片，參考光依次經(jīng)反射鏡的反射、1/2波片的旋轉(zhuǎn)后照射于凸透鏡上；凸透鏡將測量光和參考光匯聚于光電探測器表面并發(fā)生干涉，光電探測器將發(fā)生干涉的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，以實現(xiàn)被測物特性的測量。
[0007]本實用新型的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測量系統(tǒng)，所述1/2波片的光軸面的方向與參考光的偏振方向之間的夾角為45°，以實現(xiàn)對參考光90°的旋轉(zhuǎn);偏振分光棱鏡處于最大限度地令測量光透過的方位，1/4波片的光軸面的方向與測量光的偏振方向之間的夾角為45°，以使經(jīng)被測物反射回來的測量光再次透過1/4波片后會發(fā)生90°旋轉(zhuǎn)，發(fā)生90°旋轉(zhuǎn)的測量光不會通過偏振分光棱鏡，而被其反射至凸透鏡上。
[0008]本實用新型的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測量系統(tǒng)，測量的被測物的特性包括位移、速度和振動信息。
[0009]本實用新型的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測量系統(tǒng)，所述偏振分光棱鏡由一對直角棱鏡膠合而成，一個直角棱鏡的斜面上度有金屬介質(zhì)膜，金屬介質(zhì)膜選擇性地透過入射光的P偏振分量和S偏振分量;直角棱鏡的光學表面上鍍有寬帶增透膜，以提高相應(yīng)波長的透射率。
[0010]本實用新型的便于調(diào)節(jié)分光比的外差干涉測量系統(tǒng)，所述聲光移頻器為布拉格衍射聲光調(diào)制器。
[0011]本實用新型的有益效果是:本實用新型的外差干涉測量系統(tǒng)，通過聲光移頻器對激光器發(fā)出的線偏振光的聲光作用，利用產(chǎn)生的零級光和一級衍射光分別作為測量光和參考光，不再需要另外的分束裝置分光，光路中采用較少的光學件，提高了激光的透過率和光能利用率，有利于測量光與參考光的干涉，使得對被測物的測量更精確。通過聲光移頻器外部驅(qū)動電路可以調(diào)節(jié)分光比，使光電探測器接收到的參考光和測量光的光強接近，以產(chǎn)生較好的干涉效果，同時避免了測量過程中需要調(diào)節(jié)光路元件的問題，更具有實用性。同時使整個系統(tǒng)具有更小、更輕、便更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使用更加方便。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的外差干涉測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1激光器，2聲光移頻器，3反射鏡，41/2波片，5 1/4波片，6被測物，7聲光移頻器驅(qū)動電路，8凸透鏡，9光電探測器，10偏振分光棱鏡。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
[0015]如圖1所示，給出了本實用新型的外差干涉測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括激光器
1、聲光移頻器2、聲光移頻器驅(qū)動電路7、偏振分光棱鏡10、1/4波片5、反射鏡3、1/2波片4、凸透鏡8、光電探測器9;激光器1用于產(chǎn)生線偏振光，激光器1、聲光移頻器2、偏振分光棱鏡10、1/4波片5位于同一直線上，線偏振光照射于聲光移頻器2上之后，經(jīng)聲光移頻器2的聲光作用后產(chǎn)生零級光和一級衍射光，零級光作為測量光，一級衍射光作為參考光。聲光移頻器驅(qū)動電路7可對聲光