[发明专利]数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统及方法，所述系统包括微调手轮驱动装置、干涉环测量装置、控制数显主机、迈克尔逊干涉仪以及干涉条纹观测屏；所述微调手轮驱动装置将迈克尔逊干涉仪的微调手轮卡住，带动微调手轮同步转动，使迈克尔逊干涉仪的动镜前进或后退；所述干涉环测量装置设置在干涉条纹观测屏上，并与微调手轮驱动装置连接；所述控制数显主机与微调手轮驱动装置连接。本发明系统结构精巧、合理，使用方便，满足了迈克尔逊干涉仪工作时的平稳运行的要求，保证了迈克尔逊干涉仪的测量精度，具有在同类产品中使用更广泛、性价比更高等优点。

技术领域

本发明涉及一种干涉仪自动化测量系统及方法，尤其是一种数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统及方法，属于精密光学仪器、机械自动化、电子和传感领域。

背景技术

迈克尔逊干涉仪的传统测量方法是转动微调手轮驱动仪器的动镜位移从而改变干涉光的光程差使等倾干涉的圆环形条纹产生不断从中心“吐出”或向中心“吞进”现象，通过记录干涉的圆环形条纹的吞吐变化次数和相应移动动镜的位移量，并且通过复杂的逐差法等数据处理才能得出测量结果。人工操作一般需要统计1000次干涉环的吞吐变化，繁琐易错，并且整个测量过程在黑暗环境中完成，使用过程中有诸多不便，等等这些固有缺点，大大局限了迈克尔逊干涉仪在生产、测量和科研上的广泛使用。

现有的对迈克尔逊干涉仪进行自动化改造的自动化测量系统，主要是对迈克尔逊干涉仪干涉环吞吐次数的统计和动镜位移量的测量做出了自动化读数的改进，辅助人工进行数据读取，一定程度上提高了测量效率。

现有的自动化系统对迈克尔逊干涉仪这款精密光学仪器的升级仍有8大缺点：1)仅用于条纹计数或动镜位移量统计；2)现有的自动化系统由于采用减速电机与手轮刚性连接很容易引入电机抖动影响干涉环成像从而导致干涉环吞吐次数计数不准，影响测量精度；3)条纹计数的光电传感器电路对光源强弱变化敏感，对光源质量要求高，适用范围小；4)只能在漆黑环境中进行测量。5)整套系统借助减震平台、升降架等非迈克尔逊干涉仪的自身结构上的辅助部件才能安装上并正常工作，整套设备部件多，体积过大，安装过程繁琐，技术要求高，容易引入安装偏差导致测量结果有误差；6)当前的迈克尔逊干涉仪计数系统不能对历史测量数据进行记录与存储；7)系统不能根据干涉环吞吐次数和自动计算出测量结果，需要借助电脑或人工计算；8)目前系统的使用主要局限在高校实验教学，浪费了迈克尔逊干涉仪在科研、生产和测量方面的更大价值。

因此，目前的迈克尔逊干涉仪自动化测量系统只能作为测量辅助，并主要应用教学和学生实验场景，并不能进行产品化在生产和科研上的广泛应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，该系统结构精巧、合理，使用方便，满足了迈克尔逊干涉仪工作时的平稳运行的要求，保证了迈克尔逊干涉仪的测量精度，具有在同类产品中使用更广泛、性价比更高等优点。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统的测量方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

数显式迈克尔逊干涉仪自动化测量系统，包括微调手轮驱动装置、干涉环测量装置、控制数显主机、迈克尔逊干涉仪以及干涉条纹观测屏；所述微调手轮驱动装置将迈克尔逊干涉仪的微调手轮卡住，带动微调手轮同步转动，使迈克尔逊干涉仪的动镜前进或后退；所述干涉环测量装置设置在干涉条纹观测屏上，并与微调手轮驱动装置连接；所述控制数显主机与微调手轮驱动装置连接。