[发明专利]干涉仪中的光束引导

说明书

本发明涉及一种用于确定干涉仪臂(2)中的光程长度变化，尤其是相对光程长度变化的参考干涉仪(1)，其包括分束器(3)和激光光源(4)，该分束器(3)被实施为使得激光光源(4)的光束(5)通过在分束器(3)的第一侧面、特别是上侧(61)和第二侧面、特别是下侧(62)上的全内反射来引导，其特征在于，在光路中在分束器(3)的上游设置棱镜(16')，从而能够通过所述棱镜偏转进入分束器(1)的光束(5)，和/或其特征在于，在光路中在分束器(3)的下游设置棱镜(16”)，从而能够通过所述棱镜偏转离开分束器(3)的光束(5')。此外，本发明涉及基于根据本发明的参考干涉仪的干涉仪、光谱仪和用于确定光程长度变化的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于确定干涉仪臂中的光程长度变化、特别是相对光程长度变化的参考干涉仪，其包括分束器和激光光源。

此外，本发明涉及这种参考干涉仪的用途。

此外，本发明涉及一种具有这种参考干涉仪的干涉仪，并且涉及一种具有这种干涉仪的光谱仪，尤其是近红外光谱仪。

此外，本发明涉及一种用于确定干涉仪臂中的光程长度变化、特别是相对光程长度变化的方法，其中，将激光光源的光束，特别是参考光束辐射在分束器上。

背景技术

通常，例如在傅立叶变换光谱仪中使用的两个光束干涉仪需要参考干涉仪，以用于测量干涉仪臂中两个光束之间的光程长度差。

US2011/0043819公开了一种基于激光束干涉的激光量块干涉仪(gaugeinterferometer)。量块干涉仪生成测量结果，该测量结果再现可移动元件的位移；以及校正干涉仪生成测量结果，该测量结果指定了在恒定参考间隔内空气折射率的变化。基于此，计算机单元计算可移动元件的位移的目标值，以便补偿折射率的变化。

通常使用所谓的正交检测来测量相对光程长度变化，以能够捕获干涉仪臂中除其幅度之外的光程长度变化的信号。正交检测用于许多市售的双光束干涉仪中。为此，实现了双参考干涉仪，在两个干涉仪臂中产生的光程长度差大约为λ/4。除了确定光程长度变化的幅度外，测量两个干涉信号还允许确定其符号。举例来说，可以通过两个在空间上分开的干涉仪来实现正交检测。

用于实现此目的的另一种选择是将λ/4片引入干涉仪臂中的参考激光束中，因此对于s-偏振和p-偏振或垂直和平行偏振光会产生合适的光程长度差。然后，通过偏振分束器和两个检测器来检测激光束。

由于难以实现简单的正交检测，特别是在单片干涉仪设置的情况下，尤其是关于在干涉仪的臂中集成延迟元件(例如λ/4片)，已经提出了单片的、但仍允许容易且有效地确定光程长度变化的干涉仪设置。在申请EP17205704.4中公开了这种设置。

通过引用将申请EP17205704.4的教导并入本说明书中。EP17205704.4的不同之处在于，参考光束的s-偏振分量和p-偏振分量之间的相移不是通过λ/4片实现的，而是通过将光束偏转到参考干涉仪的已涂布有HfO₂的上侧或下侧来实现的。在二氧化铪层和空气之间的界面处存在全内反射，这伴随着垂直和平行偏振(s-偏振和p-偏振)光之间的特定相移。

然而，实际上该实施例仍然具有缺点。参考光束或分离参考光束的两个部分都应经由干涉仪的上侧或下侧转向到干涉仪臂的镜面上。因此，相关联的光源不能在入射的使用光束或从干涉仪出射的使用光束的光轴跨越的平面内对准。由于应将光束转向到分束器的上侧或下侧，因此光源应倾斜对齐，以使出射光束的传播方向不再直接通向反射镜元件，而是相对于使用光束倾斜。这导致用于对准参考光束的费用增加，并且在安装设备时会增加空间要求。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种克服上述缺点的参考干涉仪。特别地，旨在提供一种更加紧凑和鲁棒的参考干涉仪。

此外，一个目的是指定这种参考干涉仪的用途。