[发明专利]基于几何移相器的双波长正交相位偏置锁定干涉测量方法

权利要求书

1.一种基于几何移相器的双波长正交相位偏置锁定干涉测量方法，其特征是：将波长分别为λ₁和λ₂的两束光以线偏振态入射至正交相位偏置的分振幅型干涉仪的光路中，以波长为λ₁的光束作为探测光束(1)实现相位检测，以波长为λ₂的光束作为反馈光束(2)用于监测分振幅型干涉仪光路相位偏置是否正交，实现干涉仪正交相位偏置的实时锁定，两束光之间的色差引起的移相误差通过由1/2波片和1/4波片组成的几何移相器进行矫正，避免噪声源对干涉仪正交相位偏置的影响，使干涉仪始终保持良好的相位检测线性度和灵敏度。

2.根据权利要求1所述的基于几何移相器的双波长正交相位偏置锁定干涉测量方法，其特征是：

所述探测光束(1)经第一分光镜(5)分成光强相等的两束线偏振探测光，分别进入分振幅干涉仪的参考臂和测量臂；参考臂中的线偏振探测光经几何移相器(7)后，再由第二分光镜(9)分成两束光强相等的参考臂线偏振探测光；测量臂中的线偏振光经第二二向色镜A(6a)透射至被测物体(8)，经过被测对象(8)发生折射，再经第二二向色镜B(6b)后经由第二分光镜(9)分成两束光强相等的测量臂线偏振探测光，并与两束参考臂线偏振探测光一一对应形成探测光束干涉信号，所述探测光束干涉信号分别经第四二向色镜A(10a)和第四二向色镜B(10b)透射进入第一信号采集处理通道(11)，经所述第一信号采集处理通道(11)的信号处理获得因被测对象引起的探测光束相位变化量；

所述反馈光束(2)经第一分光镜(5)分成光强相等的两束线偏振反馈光，分别进入分振幅干涉仪的参考臂和测量臂；参考臂中的线偏振反馈光经几何移相器(7)后，再由第二分光镜(9)分成两束光强相等的参考臂线偏振反馈光；测量臂中的线偏振反馈光经第二二向色镜A(6a)反射至第二分光镜(9)，由第二分光镜(9)分成两束光强相等的测量臂线偏振反馈光，并与两束参考臂线偏振反馈光一一对应形成反馈光束干涉信号，所述反馈光束干涉信号经第四二向色镜A(10a)和第四二向色镜B(10b)反射进入第二信号采集处理通道(12)，经所述第二信号采集处理通道(12)的信号处理输出反馈信号，利用所述反馈信号控制几何移相器(7)进行移相，使测量光路的相位偏置正交得以锁定。

3.根据权利要求2所述的基于几何移相器的双波长正交相位偏置锁定干涉测量方法，其特征是：设置在分振幅型干涉仪的参考臂中的几何移相器(7)是由两块1/4波片和一块1/2波片构成，两块1/4波片的快轴与x轴夹角为45°，一块1/2波片位于两块1/4波片之间，且安装在电动旋转镜架上，依据所述第二信号采集处理通道(12)出输的反馈信号控制所述电动旋转镜架的转动，以此调整1/2波片的快轴与x轴的夹角，使测量光路的相位偏置锁定在±π/2。

4.根据权利要求2所述的基于几何移相器的双波长正交相位偏置锁定干涉测量方法，其特征是：设置起偏器(4)，所述探测光束(1)经第一二向色镜(3)透射、再经起偏器(4)以线偏振态出射，形成线偏振态的探测光束(1)；所述反馈光束(2)经第一二向色镜(3)反射、再经起偏器(4)以线偏振态出射，形成线偏振态的反馈光束(2)。

5.根据权利要求2所述的基于几何移相器的双波长正交相位偏置锁定干涉测量方法，其特征是：所述被测物体(8)是指能够改变探测光束(1)光程差的物体。

6.根据权利要求1所述的基于几何移相器的双波长正交相位偏置锁定干涉测量方法，其特征是：所述探测光束(1)是指波长为λ₁，且能够被二向色镜透射的光束；所述反馈光束(2)是指波长为λ₂的，且能够被二向色镜反射的光束；且波长λ₁和波入λ₂是关于几何移相器(7)的中心波长λ为对称，以使探测光束(1)和反馈光束(2)在经过几何移相器(7)后产生的相位延迟相等。