[发明专利]扩束的强光折叠回馈位移测量系统

摘要

扩束的强光折叠回馈位移测量系统，属于激光测量技术领域，其特征在于：应用塞曼双折射双频激光器、光束准直扩展器、空心角锥棱镜、可调衰减器和具有强反射率的回馈镜构成扩束的强光折叠回馈系统。当被测物体沿激光轴线每移动四分之一光波长的位移时，激光强度发生周期性的波动，且一个周期内存在四个偏振态区：o光区、o光和e光共存区、e光区以及无光区，每个区域对应着物体十六分之一光波长位移，探测偏振态区域数即可得到被测物体的位移量；当被测物体移动方向变化时，每个周期内的四个偏振态区出现的顺序也发生改变，由此可以判别物体位移方向。该装置具有精度高、量程大、易判向、抗干扰能力强的特点。

主权项

1、扩束的强光折叠回馈位移测量系统，其特征在于，所述的系统含有：扩束的强光折叠回馈装置，包括：塞曼双折射双频激光器，输出频差小于40MHz的两正交线偏振频率，该激光器含有：激光增益管，内充有氦、氖混合气体；石英晶体楔，固定于上述激光增益管的一侧；该石英晶体楔两面都镀有增透膜；激光器谐振腔，包括主光束输出镜和尾光束输出镜；主光束输出镜固定在上述激光增益管的另一侧，该主光束输出镜内表面镀有强反射膜，外表面的上部分也镀有强反射膜，外表面的下部分镀有增透膜；尾光束输出镜位于上述石英晶体楔的外侧，该输出镜内表面镀有强反射膜；横向磁场发生器，由上下两块平行于所述的激光增益管中轴线的永久磁铁构成，整个增益管处于磁场中，磁场方向平行或垂直于上述激光器产生的任意一种线偏振光的偏振方向；激光回馈外腔，由上述主光束输出镜的内表面和上述主光束输出镜的外表面的上部分构成，该主光束输出镜既做激光内腔镜又做外腔回馈镜；回馈外腔折叠器，为一个空心角锥棱镜，由三块互相垂直的镀有强反射膜的玻璃平板构成，置于上述激光回馈外腔的回馈光路中，激光器主输出端输出的回馈光依次通过所述的三块玻璃平板后，被所述的主光束输出镜的外表面的上部分反射回激光回馈外腔；光束准直扩展器，由一组垂直于激光器主输出端输出的回馈光的相互平行的透镜组成，置于上述激光回馈光路的主输出端，将激光器主输出端输出的回馈光进行准直和扩束；激光回馈水平控制器，为一个吸收型的可调衰减器，置于上述光束准直扩展器的一侧，使系统工作在强回馈水平下；信号探测与处理部分，包括：偏振分光镜，位于上述尾光束输出镜的外侧，用于将尾光束输出镜输出的偏振态正交的两频率的光在空间上分开；光电探测器，共两个，都位于上述偏振分光镜的外侧，用于分别探测尾光束输出镜输出的两频率光的光强；放大和滤波电路，输入端分别与上述两个光电探测器的输出端相连，对上述光电探测器探测到的信号进行放大和滤波；逻辑判向和计数电路，依次由两个电压比较器、两个单稳触发器、正向和反向共两个或非门和一个可逆计数器串联构成；两个电压比较器输入端分别与上述放大和滤波电路的输出端相连，两个单稳触发器输入端分别与上述两个电压比较器的输出端相连，电压比较器每输出一次电压跳变，单稳触发器就生成一个脉冲信号，输入到两个或非门元件中；当系统正向移动时，正向或非门输出正向脉冲，反向或非门无输出；当系统反向移动时，反向或非门输出反向脉冲，正向或非门无输出；正向和反向脉冲信号按正负被分别送到可逆计数器的加减端，得出物体位移的大小和方向；显示电路，其输入端与上述逻辑判向和计数电路的输出端相连，数字显示被测物体沿激光轴线方向的位移大小和方向；底座部分，含有固定支架，分别与上述激光增益管、横向磁场发生器、光束准直扩展器、激光回馈水平控制器、激光器尾光束输出镜和偏振分光镜固定相连；