The invention provides a non-contact refraction transient Maher Del interferometry based on had rate detection device, belonging to the technical field of detection and by using femtosecond laser as a coherent light source, combined with high precision delay system, measure fast, no interference, high accuracy and low error of the refractive index of a substance. The invention is simple and ingenious in structure design, and the refractive index of transparent objects to be measured is not limited. It can be widely applied to the inspection of food, chemical, pharmaceutical and other production industries.
【技术实现步骤摘要】
一种基于瞬态马赫-曾德尔干涉技术的非接触式折射率探测装置
本专利技术设计一种基于瞬态马赫-曾德尔干涉技术的非接触式折射率探测装置,属于探测
技术介绍
折射率是物质的一个重要光学参数,对物质折射率的测量已成为研究其光学特性的重要技术。目前人们已利用几何光学法和波动光学法对物体的折射率进行了测量,测量装置也朝着结构简单、测量精度高、测量时间短的方向不断发展,但传统的测量系统仍存在很多弊端。例如基于全反射原理的阿贝折射仪虽然测量精度较高、可靠性强,但折射率测量范围受到限制[谢克诚,刘光耀,罗康俊.晶体折射率测试方法[J].压电与声光,1996,18(1):62-66.];而干涉法是根据两束光的相位变化获得介质的折射率,其中牛顿环、劈尖等干涉法更适合对折射率较小的液体进行测量[郭军.基于等厚干涉液体折射率的测量装置[J].大学物理,2010,29(4):46-48.李义宝.干涉法测透明液体折射率的研究[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2008,16(6):76-79.],而迈克尔逊干涉仪则对系统的稳定性要求较高[柯金瑞.利用迈克尔孙干涉仪测定液体折射率[J].物理实验,2000,20(2):10-11]。若要实现物质折射率测量系统精度高、测量范围广、结构简单便携、测量速度快以及物质结构不受测试系统干扰或损坏,新型的非接触式折射率探测装置成为发展趋势。本专利技术提出一种基于马赫-曾德尔干涉系统测量透明物质折射率的方法,结合相干长度在μm量级且波长可变的飞秒激光相干光源,以及精度在<5nm的延迟系统,可获得物质折射率测量精度在10-6,测量结 ...
【技术保护点】
一种基于瞬态马赫‑曾德尔干涉技术的非接触式折射率探测装置,其特征在于,包括飞秒激光器(1)、光学参量放大器(2)、马赫‑曾德尔干涉系统(3)、数字延迟发生器(4)、待测透明物体(5)、CCD相机(6)构成;其中,飞秒激光器(1)分别与光学参量放大器(2)和数字延迟发生器(4)依次连接;光学参量放大器(2)与马赫‑曾德尔干涉系统(3)连接;马赫‑曾德尔干涉系统(3)与待测透明物体(5)连接;CCD相机(6)分别与待测透明物体(5)和数字延迟发生器(4)依次连接;飞秒激光器(1)输出的基频光经过光学参量放大器(2)调频,出射激光经过马赫‑曾德尔干涉系统(3)形成两条相干光束(20)和(21),将待测透明物体(5)置于马赫‑曾德尔干涉系统(3)中保护金反射镜(16)和(17)之间,令透过待测透明物体(5)的光斑中心置于待测透明物体(5)与空气的交界面上,通过调节延迟系统(23)的相对位置,获得交界面上下清晰且相似的干涉光斑,此时受飞秒激光器(1)触发的数字延迟发生器(4)调节CCD相机(6)与光屏(24)上产生干涉光斑的延时,利用CCD相机(6)获取干涉光斑图样,再根据延迟系统(23)的相对 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于瞬态马赫-曾德尔干涉技术的非接触式折射率探测装置,其特征在于,包括飞秒激光器(1)、光学参量放大器(2)、马赫-曾德尔干涉系统(3)、数字延迟发生器(4)、待测透明物体(5)、CCD相机(6)构成;其中,飞秒激光器(1)分别与光学参量放大器(2)和数字延迟发生器(4)依次连接;光学参量放大器(2)与马赫-曾德尔干涉系统(3)连接;马赫-曾德尔干涉系统(3)与待测透明物体(5)连接;CCD相机(6)分别与待测透明物体(5)和数字延迟发生器(4)依次连接;飞秒激光器(1)输出的基频光经过光学参量放大器(2)调频,出射激光经过马赫-曾德尔干涉系统(3)形成两条相干光束(20)和(21),将待测透明物体(5)置于马赫-曾德尔干涉系统(3)中保护金反射镜(16)和(17)之间,令透过待测透明物体(5)的光斑中心置于待测透明物体(5)与空气的交界面上,通过调节延迟系统(23)的相对位置,获得交界面上下清晰且相似的干涉光斑,此时受飞秒激光器(1)触发的数字延迟发生器(4)调节CCD相机(6)与光屏(24)上产生干涉光斑的延时,利用CCD相机(6)获取干涉光斑图样,再根据延迟系统(23)的相对位置计算得到待测透明物体(5)的折射率。2.如权利要求1所述的一种基于瞬态马赫-曾德尔干涉技术的非接触式折射率探测装置,其特征在于,所述的飞秒激光器(1)采用的是中心波长800nm、脉宽50fs、脉冲能量2μJ、重复频率1kHz的Ti蓝宝石飞秒激光系统,飞秒激光经光学参量放大器(2)调制后将产生240nm~2600nm的飞秒激光,其脉宽仍为50fs,相干长度为30μm。...
【专利技术属性】
技术研发人员:任玉,刘丽炜,秦沛,李野,房文汇,邹鹏,胡思怡,
申请(专利权)人:长春理工大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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