[发明专利]一种光程差放大的多功能综合干涉系统

说明书

本发明公开一种光程差放大的多功能综合干涉系统，包括氦氖激光器、分光镜、补偿镜、平行平面镜组、平面镜、成像器件；所述分光镜用于将氦氖激光器所发出的经扩束的一束光反射进入到平行平面镜组，经平行平面镜组多次反射后出射，照射到第一平面镜后沿出射路径反向反射进入平行平面镜组，并多次反射后出经分光镜到达成像器件上；经扩束的另一束光透过分光镜，经补偿镜后照射到第二平面反射镜上反射回来，反向经补偿镜、分光镜后照到成像器件上；两束反射光在成像器件上形成相干。本发明可实现等倾干涉和等厚干涉测量中的多种微小位移的测量，还可测量不同液体和透明固体的折射率特性。

技术领域

本发明涉及光学实验技术领域，特别是涉及光学干涉的测量。

背景技术

早在1801年，英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young)就在实验室里成功地观察到了光的干涉。只要两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致就可以产生光的干涉。在各种干涉条纹中，等倾干涉和等厚干涉是应用最广的，尤其是随着激光器的产生，将干涉应用在测量中推向了更高的水平。干涉测量已成为最重要的一种无损检测技术，被很多领域所采用。

目前，在高校的物理教学和实验中，等倾干涉和等厚干涉在光学实验中占据重要地位。在实验中均是通过条纹的变化得出相关量，但是对于很微小的位移量，条纹的变少数目较少，就会导致测量误差很大。

发明内容

为解决上述存在的测量误差大的技术问题，本发明提出一种光程差放大法的多功能综合干涉系统，通过在迈克尔逊干涉光路图中添加一组平行平面反射镜组，光束以已定的角度进入平行平面反射镜组，经过多次反射后，将光程差进行放大，从而引起更多的干涉条纹变化，实现更高精度的微小位移测量。整个光路具有设计简单，易于操作和数据的读取处理的优点。

为实现本本发明的目的所采用的技术方案是：

一种光程差放大的多功能综合干涉系统，包括氦氖激光器、分光镜、补偿镜、平行平面镜组、平面镜、成像器件；所述分光镜用于将氦氖激光器所发出的经扩束的一束光反射进入到平行平面镜组，经平行平面镜组多次反射后出射，照射到第一平面镜后沿出射路径反向反射进入平行平面镜组，并多次反射后出经分光镜到达成像器件上；经扩束的另一束光透过分光镜，经补偿镜后照射到第二平面反射镜上反射回来，反向经补偿镜、分光镜后照到成像器件上；两束反射光在成像器件上形成相干。

优选的，所述氦氖激光器自带扩束功能。

优选的，所述平行平面镜组放置在一条光路中。

优选的，所述成像器件为CCD摄像头。

本发明采用迈克尔逊干涉的光路图，在原来的光路图中，添加一组平行平面镜，当光源发出的光经过扩束后，照射到分光镜上，其中一束光经分光镜反射，进入平行平面镜组，然后经过多次反射后出射，照射到固定的平面反射镜后，再次反射进入平面镜组，出射后到达成像器件上。另一束光透过分光镜，照射到平面反射镜上反射回来，照到成像器件上，两束反射光在成像器件上形成相干。两束相干光的光程差相对与传统的迈氏干涉光路光程差有放大，从而可以实现更微小位移的测量。

附图说明

图1为光程差放大的多功能综合干涉系统的结构原理图。

图2为本发明发明在压电陶瓷压电系数测量中的应用。

图3为本发明发明在线膨胀系数测量中的应用。

图4为光程差放大分析。

其中：1为氦氖激光器、2为分光镜、3为补偿镜、4为平行平面镜组的一个平面镜、5平行平面镜组的另一个平面镜、6为压电陶瓷、7为第一固定平面镜、8第一固定平面镜、9为CCD摄像头、10加热铜棒。

具体实施方式