[发明专利]一种测量微位移的装置

说明书

技术领域

本发明属于微位移检测技术领域，具体涉及一种测量微位移的装置。

背景技术

随着微电子技术、宇航、生物工程等学科的发展，对精密机械和仪器的制作精度要求越来越高，其中物体的微位移是一项重要的检测指标。现用测量微位移的装置常用的是一种是利用光杠杆拉伸法，但这种装置具有以下缺陷：光学调节比较复杂，器材较庞大，读数装置与测量装置间隔为1至2米，实验时需来回走动，操作困难；采用普通刻度尺读数，误差较大，测量结果不够精确等。

迈克尔逊干涉仪是光学干涉仪较常见的一种，其原理是：一束入射激光被分为两束，其中一束经一定相位延迟后与另一束发生干涉现象，形成干涉图样。两束光的不同相位差可以通过调节干涉臂的长度来实现，因此其可测量到的微移位的精度在入射激光的波长量级，如果用可见光的话，则为亚微米量级。

发明内容

本发明的目的是解决上述利用光杠杆测量微位移的缺陷问题，提供一种基于迈克尔逊干涉仪的测量微位移的装置。

本发明的技术方案是：一种测量微位移的装置，包括导轨、固定安装在导轨前端的固定板、固定安装在导轨中部的主板以及活动安装在导轨后端可沿导轨轴线滑动的镜架，固定板上设有光检测器，主板上设有激光器、分光镜和第一反射镜，镜架上设有第二反射镜，所述激光器、分光镜、第一反射镜、第二反射镜和光检测器构成迈克尔逊干涉仪，被测物体的两端分别固定在主板和镜架上。

优选地，所述主板上设有第一安装座，镜架上设有第二安装座，第一安装座和第二安装座用于固定被测物体的两端。

优选地，所述第一安装座和第二安装座连成的直线与导轨的轴线平行。

优选地，所述导轨的数量为二，且平行分布。

优选地，所述镜架通过滑块与导轨活动连接。

本发明的有益效果是：本发明所提供的测量微位移的装置，结构简单，更加小型化，便于携带；测量结果由光检测器直接读取，提高了检测精度，且操作简单，易于调节。

附图说明

图1是本发明测量微位移的装置的结构示意图；(图中第7部分要旋转180度)

图2是本发明固定铁丝的示意图。

附图标记说明：1、导轨；2、固定板；3、主板；4、镜架；5、光检测器；6、激光器；7、分光镜；8、第一反射镜；9、第二反射镜；10、铁丝；11、第一安装座；12、第二安装座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1和图2所示，本发明的一种测量微位移的装置，包括导轨1、固定板2、主板3和镜架4，导轨1的数量为二，且平行分布；固定板2固定安装在导轨1前端，固定板2上设有光检测器5；主板3固定安装在导轨1中部，主板3上设有激光器6、分光镜7和第一反射镜8；镜架4通过滑块活动安装在导轨1后端，并可沿导轨1轴线滑动，镜架4上设有第二反射镜9；上述激光器6、分光镜7、第一反射镜8、第二反射镜9和光检测器5构成迈克尔逊干涉仪。

在本实施例中，被测物体的微位移以铁丝10以一定的力去拉伸而模拟为例，主板3相对于镜架4的一侧上表面设有第一安装座11，镜架4上相对于主板3的一侧上表面设有第二安装座12，第一安装座11和第二安装座12连成的直线与导轨1的轴线平行，铁丝10的两端分别固定在第一安装座11和第二安装座12上。

以下对上述测量微位移的装置的工作过程作进一步的详细描述，以表示其工作原理：

首先将铁丝10的两端分别固定在第一安装座11和第二安装座12上，通过镜架4的移动，使铁丝10拉直；然后打开激光器6，使激光器6射出的激光束经分光镜7变成两束光，这两束光满足相干条件，分别经第一反射镜8和第二反射镜9交汇在光检测器5上形成亮点，调节装置使最亮点居中；再次移动镜架4拉伸铁丝，第二反射镜9的移动使干涉光发生变化，从而第一反射镜8和第二反射镜9交汇在光检测器5上形成的亮点的强度发生明暗的变化，在上述过程中，光检测器5通过光的干涉波形得到干涉波形图中经过波峰(或波谷)的个数ΔN。

通过以下公式可计算出铁丝的微位移ΔL：

ΔL＝2ΔN*λ，

其中，λ为入射激光的波长，该值的大小仅与激光器6的选择有关。