[实用新型]一种基于马赫曾德干涉光路的光程四倍增测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于马赫曾德干涉光路的光程四倍增测量装置，属于光学测量技术领域。

背景技术

在通常的光学测量过程中，往往需要通过增加光程差的方法来达到提高测量精度的目的。以迈克尔逊干涉仪应用于光学测量过程为例，可以设法将待测的物理量转化为迈克尔逊干涉仪中动镜的位移d，而此位移量d使干涉仪中由分束镜分开的两束光产生2d的光程差，进一步依据光程差所引起的干涉条纹的偏移可以求出待测物理量的值。由于最终的待测量由干涉条纹解调得到，如果同样大小的动镜位移d能够使干涉仪中两束光产生更大的光程差，则干涉条纹的偏移量将增大，干涉仪的测量精度可以进一步提高。

原有的测量装置中，采用光束多次反射的方法，通过移动反射镜可以达到大幅度增加光程的目的，但是经过多次反射后光束角度难以控制，并且总光程难以计算精确，同时该装置也不适合应用于类似迈克尔逊干涉仪光路结构的光学测量过程中。由于从移动反射镜反射回来的光束与光束入射时的角度不能实现一致(因为，在保证光束强度尽可能不衰减的条件下无法做到由移动反射镜垂直反射)，所以相同的动镜位移难以产生较大的光程，所以在实际应用中不能够带来极大方便。

发明内容

要解决的技术问题

为了克服现有技术光程较小，影响测量精度的困难，本实用新型提出一种基于马赫曾德干涉光路的光程四倍增测量装置，通过倍增光程以达到提高光学测量精度的目的。

技术方案

本实用新型提出的一种基于马赫曾德干涉光路的光程四倍增测量装置，包括马赫曾德干涉光路，技术特征在于：在马赫曾德干涉光路和与被测物体联动的反射体的光路之间依次设置偏振分光器件和旋光器件，反射镜于偏振分光器件反射光路垂直设置，与被测物体联动的反射体垂直于入射偏振光方向放置；所述激光器发出的入射光为一单色平面偏振光；调整偏振分光器件的方向为能使入射平面偏振光完全透射，并使反射的偏振方向与入射平面偏振光正交的平面偏振光完全反射；调整旋光器件使穿过该器件并沿原路返回再次穿过该偏振器件的偏振光偏振方向沿某一方向旋转90°角。

当激光器发出的入射单色平面偏振光入射到偏振分光器件后，可以完全穿过该偏振分光器件并到达旋光器件，之后垂直照射与被测物体联动的反射体并被反射再次回到旋光器件；透过旋光器件后转化为与初始入射平面偏振光偏振方向正交的平面偏振光，然后再次到达偏振分光器件并被全部反射后，垂直照射反射镜并被反射再次回到偏振分光器件；经偏振分光器件全部反射后再次穿过旋光器件，再次经与被测物体联动的反射体垂直反射后穿过该旋光器件，转化为与初始入射单色平面偏振光偏振方向一致的平面偏振光，穿过偏振分光器后件沿入射光方向原路返回。

所述的偏振分光器件为一能够使入射激光束不同偏振方向的光束透射或者反射的光学器件，为偏振分光棱镜、介质膜偏振分光镜或偏振衍射分光光栅。

所述的旋光器件为一能够改变偏振光偏振方向的光学器件，为法拉第旋光器或与入射平面偏振光波长相匹配的四分之一波片。

所述反射镜为可以将入射平面偏振光完全反射的反射镜。

所述与被测物体联动的反射体为可以将入射平面偏振光完全反射或者部分反射的反射镜或反射膜。

本实用新型的有益效果是：在光学测量过程中，由于入射单色平面偏振光两次经过与被测物体联动的反射体反射并最终转化成与入射平面偏振光偏振方向完全一致的出射平面偏振光，与被测物体联动的反射体在沿入射光束方向的位置发生位移d的改变，会引起最终的出射光束的光程改变四倍，达到将物体移动光程差四倍增的目的。同时，因为出射光束与入射光束严格重合，有利于光学测量过程中的光路布置，使光路结构更加紧凑。

附图说明

图1是本实用新型基于马赫曾德干涉光路的光程四倍增装置的结构示意图。

图中，1-激光器、2-分光镜、3-反射镜、4-分光镜、5-条纹接收装置、6-偏振分光棱镜、7-出射单色平面偏振光、8-分光镜、9-入射单色平面偏振光、10-介质膜反射镜、11-法拉第旋光器、12-与被测物体联动的反射体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。