[发明专利]一种用于压差形变测量的纳米级干涉测量方法

权利要求书

1.一种用于压差形变测量的纳米级干涉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

激光器发射光束，传输至分光镜；

分光镜将部分光束经参考镜反射回分光镜内作为参考光束，其余光束穿过分光镜后通过光学窗口透射至真空容器内的测试样件上进行测试；

包含测试样件特性的测试光束穿过光学窗口后返回至分光镜内；

反射出分光镜的测试光束与透射出分光镜的参考光束在传输至接收器的光程中发生干涉，产生的干涉数据被接收器接收；

接收器将接收的干涉数据发送至数据采集单元；

计算单元对数据采集单元发送的数据进行计算，得到测试样件未修正的形变数据；

对未修正的形变数据进行修正，得到真实的形变数据；

所述接收器将接收的干涉数据发送至数据采集单元还包括：压力传感器将真空容器内的压力数值实时传送至数据采集单元；

所述得到测试样件未修正的形变数据，具体包括：

根据干涉数据计算出测量的未修正的测试样件形变数据，得到未修正形变-时间对应关系；

所述对未修正的形变数据进行修正，具体包括：

在获取的压力数值数据中提取气压-时间关键点；

对关键点的气压按照edlen公式进行气压-折射率的换算，得到关键点的气压-折射率-时间对应关系；

根据关键点的气压-折射率-时间对应关系按照关键点时间时的折射率对未修正形变-时间对应关系中对应的时间点时的未修正形变数据进行修正，得到测试样件真实形变数据；

所述在获取的压力数值数据中提取气压-时间关键点，具体包括：在对真空容器抽真空过程中每隔设定压力间隔提取关键点，形成各关键点的气压-时间对应关系；

所述根据关键点的气压-折射率-时间对应关系按照关键点时间时的折射率对未修正形变-时间对应关系中对应的时间点时的未修正形变数据进行修正，具体包括：

当参考臂与测量臂处于相同空气环境下时，参考臂与测量臂干涉测量结果用以下公式表示：

其中：为大气环境下干涉测量系统相位差，λ为光波在真空中的波长，n为空气介质的折射率，L1为参考臂长度，L2为测量臂长度；

由于参考臂与测量臂距离为固定值，而且大气环境中参考臂和测量臂折射率相同，因此公式(1)中参考臂和测量臂折射率相同都用n表示；

在抽真空测量过程中，参考臂与测量臂置于不同环境中，参考臂所处环境的空气折射率固定，测量臂所处环境的空气折射率不断发生变化，使得测量臂随着压差改变发生形变，因此对公式(1)进行解析，可以得到以下结果：

其中：n₂为测量臂所处环境的空气折射率，n₀为参考臂所处环境的空气折射率，Δx为测试样件形变量；

公式(2)中：

其中：t_n及t_n+1为试验过程中任意两个相邻时间点；

将公式(3)代入公式(2)中：

可由干涉仪直接读出，n₀、L₁、L₂为已知信息，可根据气压-折射率-时间对应关系进行换算得到，因此由以上信息得到的测试样件形变量为t_n时刻到t_n+1时刻的测试样件形变量即求出的形变量为未修正形变数据；

根据公式(4)求出的可求出测试样件由试验开始时刻到结束时的真实形变量

2.根据权利要求1所述的用于压差形变测量的纳米级干涉测量方法，其特征在于，所述在对真空容器抽真空过程中每隔设定压力间隔提取关键点，具体包括：在1.01*10⁵pa-1*10²pa真空状态下，每隔50pa提取关键点的气压，并记录该气压数值时对应的时间点；在1.01*10⁵pa～1.3*10^-3pa真空状态下，每隔100pa提取关键点的气压，并记录该气压数值时对应的时间点。