一种光学延迟结构及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光学延迟结构及装置。光学延迟结构包括平滑连接的第一反光曲面和第二反光曲面，其中，所述第一反光曲面在设定平面的投影为第一曲线，所述第二反光曲面在同一所述设定平面的投影为第二曲线，所述第一曲线和第二曲线平滑连接，所述设定平面定义为x‑y平面；第一反光曲面和第二反光曲面满足：当光线从所述延迟结构外的第一位置以与x‑y平面平行的方向入射至第一反光曲面时，经第一反光曲面反射至第二反光曲面，且以与入射方向平行的方向经第二反光曲面出射至所述延迟结构外的第二位置。本发明专利技术还提供一种光学延迟装置。本发明专利技术通过外部驱动结构带动光学延迟装置匀速旋转，使得通过光线延迟跟旋转角度的线性可以获得光线延迟跟时间的线性。

An optical delay structure and device

The present invention provides an optical delay structure and a device. Optical delay structure including smoothing with a first reflective surface and a second reflective surface, wherein the first reflective surface in the setting of the projection of the plane as the first curve, the second reflective surface in the same plane as the set of second projection curves, the first curve and second curve smooth connection, the plane definition set x y plane; the first reflective surface and second reflective surface meet: when the first light from the position of the delay structure in parallel with the X Y plane incident to the first reflective surface, the first reflective surface reflector to second reflective surface, and in parallel with the incident direction by the second reflective the exit surface to the delay structure of second position. The invention also provides an optical delay device. The invention drives the optical delay device to rotate uniformly through the external driving structure, so that the linear delay of light and time can be obtained through linear delay of light and rotation angle.

【技术实现步骤摘要】
一种光学延迟结构及装置
本专利技术涉及光学延迟领域，特别是涉及一种光学延迟结构及装置。
技术介绍
目前，太赫兹时域光谱仪产生的太赫兹脉冲信号宽度只有几皮秒，需要使用飞秒激光器激发半导体从而对脉冲信号进行采样。飞秒激光的脉冲到达太赫兹的时间需要变化，才能采集到太赫兹脉冲不同位置信号强度。飞秒激光通过延迟线，可以改变飞秒激光的光程。延迟线的线性度会影响采集信号的准确性和一致性，非线性的延迟线使飞秒激光脉冲光程非线性变化，所采集的信号也呈非线性，这样会使太赫兹脉冲信号失真，加大数据处理的难度。
技术实现思路
基于此，有必要针对脉冲信号失真、数据处理难度大问题，提供一种光学延迟结构及装置。一种光学延迟结构，包括平滑连接的第一反光曲面和第二反光曲面，其中，所述第一反光曲面在设定平面的投影为第一曲线，所述第二反光曲面在同一所述设定平面的投影为第二曲线，所述第一曲线和第二曲线平滑连接，所述设定平面定义为x-y平面；第一反光曲面和第二反光曲面满足：当光线从所述延迟结构外的第一位置以与x-y平面平行的方向入射至第一反光曲面时，经第一反光曲面反射至第二反光曲面，且以与入射方向平行的方向经第二反光曲面出射至所述延迟结构外的第二位置；当所述光学延迟结构以垂直于x-y平面的轴为中心旋转时，入射光和出射光之间的距离始终保持不变；且光线反射后的行程随旋转角度呈线性变化。在其中一个实施例中，所述旋转角度在预设范围内。在其中一个实施例中，所述旋转角度的范围为0～35°。本专利技术还提供一种光学延迟装置，包括主体和设于主体上的、至少两个如上述实施例所述的光学延迟结构；所述主体用于在外部驱动下旋转，所述至少两个光学延迟结构绕所述主体的旋转轴以相同方式设置，使得所述主体在旋转时，每个光学延迟结构对同一设定位置的入射光作相同的反射。在其中一个实施例中，所述主体上开设有与外部驱动结构的转轴匹配的通孔，所述通孔用于匹配外部驱动结构的转轴以驱动所述光学延迟装置匀速旋转；所述主体上还开设有使所述光学延迟装置与所述外部驱动结构固定连接的通孔。在其中一个实施例中，所述主体为圆形状的金属板。在其中一个实施例中，所述金属板包括不锈钢、合金、铁中的至少一种。在其中一个实施例中，所述光学延迟结构的数量为4个，且均匀设置在主体的边缘处。在其中一个实施例中，所述用于将光学延迟结构与外部驱动结构固定连接的通孔的数量为4个，且4个通孔以主体的旋转轴为中心均匀设置在旋转轴与光学延迟结构之间。上述光学延迟结构及装置，通过在光学延迟装置上开设光学延迟结构以及在光学延迟结构上加工两个光滑连接的反光曲面的方式，使得光线经过光学延迟结构反射后的出射光线可以与入射光线始终保持平行。进一步地，由于光学延迟装置上开设用于匹配外部驱动结构的通孔，使得光学延迟装置可以连接外部驱动结构，使得自身可以在外部驱动结构的带动下匀速旋转，同时也可以使旋转速率保持稳定，从而使得获取的脉冲信号更加稳定，不易失真。同时可以通过光线延迟跟角度的线性去获得光线延迟跟时间的线性。更进一步地，使得后续的数据处理更加的简便。附图说明图1为一实施例中的光学延迟结构的平面示意图；图2为一实施例中的光学延迟装置中的光学延迟结构的立体图；图3为一实施例中的光学延迟结构的平面坐标图；图4为一实施例中的光学延迟装置的平面示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。如图1所示，为一实施例中的光学延迟结构的平面示意图，延迟结构100可以包括：第一反光曲面110，第二反光曲面120。其中，设定平面为x-y；第一反光曲面110在x-y平面的投影为第一曲线，第二反光曲面120在x-y平面的投影为第二曲线。在一个实施例中，第一反光曲面110和第二反光曲面120的制造满足条件：当光线从延迟结构100外的第一位置(xa,ya)以与x-y平面平行的方向入射至第一反光曲面110的时候，经过第一反光曲面110的反射至第二反光曲面120，并且以与入射方向平行的方向经过第二反光曲面120出射至延迟结构100外的第二位置(xb,yb)。可以理解地，由于光路的可逆性，当光线从位置(xb,yb)射入，(xa,ya)射出的时候，同样可以根据第一反光曲面110和第二反光曲面120的特性，使得入射光线与出射光线始终保持平行，这与器件本身的角度没有关系，第一反光曲面110和第二反光曲面120的特性由ya、yb这两个值决定，并且ya、yb为两个常数，而xa、xb为两个任意的常数。但是，可以理解地，xa、xb的值也就是入射点和出射点必须要保证在延迟结构100的外面。进一步地，在一个实施例中，当光学延迟结构100以垂直于x-y平面的轴为中心以预设的旋转角度进行旋转的时候，入射光和出射光之间的距离始终保持不变。示例性地，光学延迟结构100可以以0°、10°、20°、30°等依次递增旋转角度这样的方式来进行旋转，也可以以其他的递增角度进行旋转。需要说明的是，旋转角度为0°即是以每次旋转中的第一时刻的延迟结构100的角度为起始点，但是必须保证光线射入到延迟结构100上，至于延迟结构100以什么角度作为第一时刻的角度也是可以根据实际操作需要进行选择的。可以理解地，旋转递增的角度也可以通过实际需要来进行选择。优选地，光学延迟结构的旋转角度在0-35°内，每一次的旋转角度分别为0°、10°、20°、30°。更进一步地，在一个实施例中，光线经过第一反光曲面110和第二反光曲面120的反射后的行程随着旋转角度的变化而变化，并且，这种变化是线性变化，也即是说，可以通过光程和旋转角度之间的线性关系，通过对旋转角度的控制，来获取到对应的光程的增量。示例性地，可以通过一个线性表达式以及推导过程来简要的说明一下：L＝(ya+yb)*θ其中，L表示的是光程，也就是光线的行程；θ为延迟结构100的旋转角度，ya、yb分别为第一位置、第二位置的纵坐标值。对于这个线性表达式的推导可以参照如下：请参照图3，设入射光与第一反光曲面110的交点为(x0,ya)(图未示)，出射光与第二反光曲面120的交点坐标(xi,yb)(图未示)，光学延迟结构100在角度θ的范围内按逆时针方向进行旋转，当光学延迟结构100再旋转角度δθ时，交点坐标变为(x1,y1)(图未示)。当光学延迟结构100再旋转角度δθ时，入射光与第一反光曲面110的交点坐标变为(x2,y2)(图未示)，(x2,y2)＝(x0(θ+δθ),Ri)，可得出不难理解，α0+αi＝90°，所以所以可以得出根据以上公式可得出设光路延迟为L，可得出：L＝(xb(θ)+xa(θ)-L(θ)-(xb(0)+xa(0)-L(0)))＝(yb+ya)θ其中在一个实施例中，还提供一种光学延迟结构100的制造方法，首先通过数学模型L＝(ya+yb)*θ计算出第一反光曲面110本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学延迟结构，其特征在于，包括平滑连接的第一反光曲面和第二反光曲面，其中，所述第一反光曲面在设定平面的投影为第一曲线，所述第二反光曲面在同一所述设定平面的投影为第二曲线，所述第一曲线和第二曲线平滑连接，所述设定平面定义为x‑y平面；第一反光曲面和第二反光曲面满足：当光线从所述延迟结构外的第一位置以与x‑y平面平行的方向入射至第一反光曲面时，经第一反光曲面反射至第二反光曲面，且以与入射方向平行的方向经第二反光曲面出射至所述延迟结构外的第二位置；当所述光学延迟结构以垂直于x‑y平面的轴为中心旋转时，入射光和出射光之间的距离始终保持不变；且光线反射后的行程随旋转角度呈线性变化。

【技术特征摘要】
1.一种光学延迟结构，其特征在于，包括平滑连接的第一反光曲面和第二反光曲面，其中，所述第一反光曲面在设定平面的投影为第一曲线，所述第二反光曲面在同一所述设定平面的投影为第二曲线，所述第一曲线和第二曲线平滑连接，所述设定平面定义为x-y平面；第一反光曲面和第二反光曲面满足：当光线从所述延迟结构外的第一位置以与x-y平面平行的方向入射至第一反光曲面时，经第一反光曲面反射至第二反光曲面，且以与入射方向平行的方向经第二反光曲面出射至所述延迟结构外的第二位置；当所述光学延迟结构以垂直于x-y平面的轴为中心旋转时，入射光和出射光之间的距离始终保持不变；且光线反射后的行程随旋转角度呈线性变化。2.根据权利要求1所述的光学延迟结构，其特征在于，所述旋转角度在预设范围内。3.根据权利要求2所述的光学延迟结构，其特征在于，所述旋转角度的范围为0～35°。4.一种光学延迟装置，包括主体和设于主体上的、至少两个如权利要求1～3任一项所述的光学延迟结构；所述主...

【专利技术属性】
技术研发人员：何坚兵，潘奕，丁俊侠，丁庆，
申请(专利权)人：深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司，深圳市太赫兹科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44