一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种快速调整法布里‑珀罗干涉仪的方法及装置，属于光学技术领域。在组成平凹腔法布里‑珀罗干涉仪的平面反射镜边缘加工一部分未镀反射膜区域，以解决因为法布里‑珀罗腔透射率低所造成的调整过程中反射光斑和干涉条纹不易观察的问题，通过引入一块过渡参考镜，使其分别与凹面反射镜和平面反射镜相对准，实现了平凹腔法布里‑珀罗干涉仪两块反射镜的对准调整。本发明专利技术装置由激光器、聚光镜、光阑、准直镜、分光镜、透镜、观察屏、平面反射镜、过渡参考镜和凹面反射镜组成，本发明专利技术方法能够提高平凹腔法布里‑珀罗干涉仪的调整精度和调整速度，在应用法布里‑珀罗干涉仪的精密测量系统装调中有实用价值。

A method and device for quickly adjusting Fabri Perot interferometer

The invention relates to a method and a device for rapidly adjusting the Fabri interferometer, belonging to the optical technology field. In the edge of a plane reflector composed of a flat concave Fabri cavity perpero interferometer, a part of the non reflective film region is processed to solve the problem that the reflected spot and interference fringes are difficult to be observed during the adjustment process caused by the low transmittance of the Fabri perperot cavity. A cross reference mirror is introduced to reflect the concave reflector respectively. Alignment of mirrors and plane mirrors is used to adjust the alignment of two mirrors of Fabri interferometer with flat concave cavity. The invention is composed of lasers, spotlight, diaphragm, collimator, collimator, lens, lens, observation screen, plane reflector, transition reference mirror and concave mirror. The invention can improve the adjustment precision and adjusting speed of the flat concave Fabri interferometer interferometer, and apply the precision of the Fabri pearl Perot interferometer. It has practical value in the installation of measurement system.

【技术实现步骤摘要】
一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置
本专利技术涉及一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置，具体涉及一种快速调整平凹腔法布里-珀罗干涉仪的方法及装置，属于光学

技术介绍
法布里-珀罗干涉仪采用多光束干涉原理，由于其在测量分辨力方面较双光束干涉仪具有显著优势，在纳米级准确度微位移测量技术研究中倍受重视。用于微位移测量的法布里-珀罗干涉仪包括由两块平面反射镜组成的平平腔干涉仪和由一块平面反射镜与一块凹面反射镜组成的平凹腔干涉仪等形式。采用法布里-珀罗干涉仪测量微位移的基本原理是将可调激光器的频率锁定在法布里-珀罗腔的谐振峰上，通过测量激光频率随法布里-珀罗腔长度的变化，从而确定法布里-珀罗干涉仪中测量镜的位移。这种测量方法的准确度与法布里-珀罗干涉仪输出信号的精细度直接相关。根据多光束干涉原理，要获得高精细度的干涉信号，除组成法布里-珀罗腔的两块反射镜要具有很高的反射率外，两反射镜的平行性或对准精度也十分重要。常用的平腔法布里-珀罗干涉仪的调整方法是用低压汞灯或激光束垂直照射法布里-珀罗腔，逆着光的方向观察灯丝或激光束被两块反射镜所成的一系列像，首先调节反射镜使像重合在一起，然后继续调节反射镜，直到出现清晰的干涉条纹，而且条纹中心不随观察者眼睛的移动而发生变化。这种调整两反射镜平行性的方法并不适用于平凹腔法布里-珀罗干涉仪，将凹面反射镜与平面反射镜对正的调整过程要复杂一些，目前尚缺少简单而精确的调节方法。一般情况下，可以用激光照射在平凹腔上，然后观察两反射镜的反射光斑，通过调整反射镜使两个光斑对准，来实现两块反射镜的对准。然而，在法布里-珀罗干涉仪调整过程中，面临的一个普遍问题就是法布里-珀罗腔的透射率太低。由于法布里-珀罗干涉仪反射镜的反射率高达99％以上，在通常的激光干涉测量系统所用的光源强度下，透过反射镜的光强度很小，导致光斑和干涉条纹不易观察，因此，直接用上述方法对法布里-珀罗干涉仪进行调整十分困难。本专利技术提出一种快速、精确的平凹腔法布里-珀罗干涉仪调整方法，对促进法布里-珀罗干涉仪在高准确度微位移测量中的应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决平凹腔法布里-珀罗干涉仪两块反射镜的难对准的问题，提供了一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置。由于在平面反射镜的边缘加工一部分未镀反射膜区域，并且引入一块环形平面反射镜作为过渡参考镜，避免了透过法布里-珀罗腔的反射光斑和干涉条纹不易观察的问题，能够快速实现平面反射镜与凹面反射镜的对准。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法，为了解决因为法布里-珀罗腔透射率低所造成的调整过程中反射光斑和干涉条纹不易观察的问题，在组成法布里-珀罗腔的平面反射镜的边缘加工一部分未镀反射膜区域，便于观察后面反射镜所反射的光斑和由两反射镜的反射光所形成的干涉条纹；为了实现凹面反射镜与平面反射镜的对准，引入一块过渡参考镜，在调整平凹腔法布里-珀罗干涉仪时，首先调整过渡参考镜，使其与凹面反射镜对准，然后调整平面反射镜，使其与过渡参考镜对准，从而实现平面反射镜与凹面反射镜的对准；在调整过程中，采用一束扩大的平行激光束照射法布里-珀罗腔。一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的装置，包括：激光器、聚光镜、光阑、准直镜、分光镜、透镜、观察屏、平面反射镜、过渡参考镜和凹面反射镜。上述各组成部分的连接关系为：平面反射镜和凹面反射镜同光轴，组成法布里-珀罗腔；平面反射镜的左侧依次为分光镜、准直镜、光阑、聚光镜和激光器，分光镜的正下方为透镜和观察屏；平面反射镜的右侧依次为过渡参考镜和凹面反射镜。调整平凹腔法布里-珀罗干涉仪的工作过程为：步骤1：利用激光器、聚光镜、光阑和准直镜组成激光扩束系统。使从激光器发出的光束，经过聚光镜汇聚在光阑处，然后经准直镜后形成一束扩大的平行光束，该光束透过分光镜射向法布里-珀罗腔。步骤2：安装凹面反射镜，用平行激光束垂直照射凹面反射镜，沿光轴观察反射光斑，调整激光扩束系统方位，使光轴与凹面反射镜的轴线相重合。步骤3：在凹面反射镜前放置过渡参考镜，激光束的外围部分被过渡参考镜反射，两束反射光被分光镜反射，经过透镜射向观察屏。前后移动观察屏观察两反射镜的反射光斑，调整过渡参考镜方位，使其反射面与光轴方向垂直。步骤4：安装平面反射镜，激光束的中间圆形部分被该反射镜的镀反射膜区反射，边缘环形部分通过该反射镜的未镀反射膜区，被过渡参考镜反射；在观察屏上观察反射光斑，调整平面反射镜，首先使其反射光斑与过渡参考镜的反射光斑对正，然后，观察环形区域的干涉条纹，继续调整平面反射镜，尽可能拉宽干涉条纹，使平面反射镜与过渡参考镜的反射面相平行。步骤5：观察法布里-珀罗干涉仪的多光束干涉信号，对法布里-珀罗腔进行精确调整。经过步骤1至步骤4，组成法布里-珀罗腔的平面反射镜和凹面反射镜的光轴已基本平行，最后，可通过观察干涉信号，进一步对法布里-珀罗腔进行精调，直到获得满意的干涉信号。有益效果1、本专利技术的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置，因为在法布里-珀罗腔的平面反射镜边缘加工一部分未镀反射膜区域，可以透过该区域观察反射光斑和干涉条纹，解决了调整过程中光斑和干涉条纹不易观察的问题。2、本专利技术的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置，因为采用一块过渡参考镜，解决了平凹腔法布里-珀罗干涉仪的凹面反射镜与平面反射镜的对准问题。3、本专利技术的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的装置，结构简单，在法布里-珀罗干涉仪上容易实现。综上所述，本专利技术的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置，因为解决了法布里-珀罗干涉仪调整过程中的腔镜透射率低和凹面反射镜与平面反射镜难对准的问题，使法布里-珀罗干涉仪的调整精度和调整速度得到提高。附图说明图1是本专利技术所述的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置的实施例的光学系统示意图；图2是本专利技术所述的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置的实施例的过渡参考镜的示意图；图3是本专利技术所述的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法及装置的实施例的平面反射镜的示意图；其中，1—激光器，2—聚光镜，3—光阑，4—准直镜，5—分光镜，6—透镜，7—观察屏，8—平面反射镜，9—过渡参考镜，10—凹面反射镜，11—镀反射膜区，12—未镀反射膜区。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不局限于具体实施例。实施例1本专利技术的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法，为了解决法布里-珀罗腔透射率低的问题，在组成法布里-珀罗腔的平面反射镜8的边缘加工一部分未镀反射膜区域，便于观察其后面反射镜的反射光斑和由两块反射镜的反射光所形成的干涉条纹；为了实现凹面反射镜10与平面反射镜8的对准，引入一块环形的过渡参考镜9，在调整平凹腔法布里-珀罗干涉仪时，首先调整过渡参考镜9，使其与凹面反射镜10对准，然后再调整平面反射镜8，使其与过渡参考镜9平行，从而实现平面反射镜8与凹面反射镜10的对准；在调整过程中，采用一束扩大的平行激光束照射法布里-珀罗腔。本专利技术的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的装置，包括：激光器1、聚光镜2、光阑3、准直镜4、分光镜5、透镜6、观察屏7、平面反射镜8、过渡参考镜9和凹面反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速调整法布里‑珀罗干涉仪的方法，其特征在于：在组成法布里‑珀罗腔的平面反射镜(8)的边缘加工一部分未镀反射膜区域；同时引入一块过渡参考镜(9)，在调整平凹腔法布里‑珀罗干涉仪时，首先调整过渡参考镜(9)，使过渡参考镜(9)与凹面反射镜(10)对准，然后调整平面反射镜(8)，使平面反射镜(8)与过渡参考镜(9)对准，从而实现平面反射镜(8)与凹面反射镜(10)的对准。

【技术特征摘要】
1.一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的方法，其特征在于：在组成法布里-珀罗腔的平面反射镜(8)的边缘加工一部分未镀反射膜区域；同时引入一块过渡参考镜(9)，在调整平凹腔法布里-珀罗干涉仪时，首先调整过渡参考镜(9)，使过渡参考镜(9)与凹面反射镜(10)对准，然后调整平面反射镜(8)，使平面反射镜(8)与过渡参考镜(9)对准，从而实现平面反射镜(8)与凹面反射镜(10)的对准。2.一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的装置，其特征在于：包括：激光器(1)、聚光镜(2)、光阑(3)、准直镜(4)、分光镜(5)、透镜(6)、观察屏(7)、平面反射镜(8)、过渡参考镜(9)和凹面反射镜(10)；平面反射镜(8)和凹面反射镜(10)同光轴，组成平凹腔法布里-珀罗干涉仪；凹面反射镜(10)前放置过渡参考镜(9)；激光器(1)发出的光束，经过聚光镜(2)汇聚在光阑(3)处，然后经准直镜(4)后形成一束扩大的平行光束，该光束透过分光镜(5)射向法布里-珀罗腔；反射光被分光镜(5)反射，经过透镜(6)，射向观察屏(7)。3.如权利要求2所述的一种快速调整法布里-珀罗干涉仪的装置，其特征在于：调整方法具体步骤如下：步骤1：利用激光器(1)、聚光镜(2)、光阑(3)和准直镜(4)组成激光扩束系统；使从激光器(1)发出的光束，经过聚光镜(2)汇聚在...

【专利技术属性】
技术研发人员：任冬梅，兰一兵，朱振宇，段小艳，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11