新型激光波长测量装置及其标定方法、测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及新型激光波长测量装置及其标定方法、测量方法，所述新型激光波长测量装置包括：棱镜、折射镜、光电探测器与处理系统，所述棱镜用于接收激光，且使入射的激光发生折射后射出，所述折射镜用于接收经棱镜折射后的激光，使得激光发生折射，所述光电探测器用于接收经折射镜折射后的激光，并测量其入射位置，所述处理系统用于根据光电探测器接收到的激光的入射位置变化量，计算出被测激光的波长。通过折射镜的设置，降低光束入射至光电探测器的角度，提高了光电探测器测量稳定性，而且根据三角关系，传感器的测量精度得到进一步提高。

【技术实现步骤摘要】
新型激光波长测量装置及其标定方法、测量方法
本专利技术涉及测量
，具体涉及新型激光波长测量装置及其标定方法、测量方法。
技术介绍
激光干涉仪是以激光波长为长度计量基准的高精度测量仪器，其波长的不确定度直接确定了仪器所能达到的最高精度。目前激光稳频的方法是将激光锁定到Fabry-Perot(F-P)腔上，此技术称为相位调制光外差技术，又称PDH稳频技术。由于F－P腔长会随着外界温度变化发生漂移，激光频率也会随着腔长发生漂移。为解决腔长漂移带来的误差，通常需要将腔长锁定到另一个用原子谱线稳定的激光器上，从而实现激光器、吸收谱线和光腔三者之间的闭环锁定，以达到精密测量物理对激光频率稳定度的要求，但是此方法结构比较复杂，实验难度较高。而现有技术中的激光波长测量装置，例如，申请号为201810720673.2，专利技术名称为《一种激光波长测量装置及其标定方法、测量方法》中提供的激光波长测量装置，测量原理与结构如图4所示，其激光波长的测量精度与PSD入射角有关，测量精度容易受到影响，即为当入射于PSD的激光束的入射角增大时，PSD本身的测量精度会下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出新型激光波长测量装置及其标定方法、测量方法。为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种新型激光波长测量装置，包括：棱镜、折射镜、光电探测器与处理系统，所述棱镜用于接收激光，且使入射的激光发生折射后射出，所述折射镜用于接收经棱镜折射后的激光，使得激光发生折射，所述光电探测器用于接收经折射镜折射后的激光，并测量其入射位置，所述处理系统用于根据光电探测器接收到的激光的入射位置变化量，计算出被测激光的波长。在更优的方案中，上述新型激光波长测量装置还包括至少一个反射镜，从棱镜中出射的激光束入射至反射镜，经反射镜反射后入射至折射镜。增大光臂可以增大光电探测器上的入射位置变化量，提高测量精度，通过设置反射镜，使激光束经过一次或多次反射后再入射至光电探测器中，不仅可以增大光臂，而且可以不增加装置的水平空间，换言之可以在提高测量精度的情况下使装置尺寸尽可能小。进一步优化的方案中，所述反射镜为多个，且多个反射镜平行设置。多个反射镜实现多次反射，可以进一步增大光臂，且整体尺寸小，平行设置结构简单，计算方便。在进一步的方案中，所述棱镜包括棱镜面一与棱镜面二，所述激光入射至棱镜的棱镜面一，并发生折射，发生折射后的激光入射至棱镜面二时，棱镜面二使得激光再次发生折射，激光发生折射后形成折射光从棱镜面二射出。在进一步的方案中，所述棱镜面一与棱镜面二相接，其夹角为锐角。在进一步的方案中，所述折射镜与光电探测器贴合。防止激光再次发生折射造成测量误差。在进一步的方案中，所述激光为P偏振光。增加了激光经过折射入射至光电探测器的强度，减小了折射镜反射入射光的比例。在进一步的方案中，所述折射镜的入射端面与入射至折射镜的光束形成小于45°的夹角。另一方面，本专利技术同时提供了上述新型激光波长测量装置的标定方法，包括以下步骤：调整棱镜、折射镜与光电探测器的位置关系，使得入射激光入射至棱镜，经棱镜折射后射出，入射至折射镜并再次发生折射，经折射镜折射后的激光可以被光电探测器接收：使已知波长激光入射至棱镜，测量该激光在光电探测器上的入射位置；给定入射激光波长分别为λ1、λ2、λ3…λn,记录对应波长下的光电探测器的位置变化量X1、X2、X3…Xn，通过非线性拟合获得激光波长变化量与光电探测器的位置变化量的公式和/或关系曲线。上述新型激光波长测量装置的一种测量方法，包括以下步骤：调整棱镜、折射镜与光电探测器的位置关系，使得入射激光入射至棱镜，经棱镜折射后射出，入射至折射镜并再次发生折射，经折射镜折射后的激光可以被光电探测器接收；使已知波长的原始激光入射至棱镜，测量原始激光在光电探测器上的入射位置；使被测激光入射至棱镜，且被测激光的入射角与原始激光的入射角相同，被测激光入射至棱镜的入射位置相同，测量被测激光在光电探测器上的入射位置；根据原始激光和被测激光在光电探测器的位置计算入射位置变化量，根据激光波长变化量与光电探测器的位置变化量的公式和/或关系曲线计算出被测激光的波长。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过折射镜的设置，使得增加波长传感器放大倍数的同时，降低光束入射至对应的光电探测器的角度，换言之可以增大波长测量传感器的放大倍数。使用P偏振光作为入射光束，增加了激光经过折射入射至光电探测器的强度，减小了折射镜反射入射光的比例，换言之可以降低系统对光束入射强度的要求。通过折射镜的作用，将大入射角度激光折射后以小角度入射至PSD，不仅提高了PSD测量稳定性，而且根据三角关系，传感器的测量精度得到进一步提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为实施例1中提供的一种新型激光波长测量装置的结构示意图。图2为实施例2中提供的一种新型激光波长测量装置的结构示意图。图3为实施例3中提供的一种新型激光波长测量装置的结构示意图。图4为现有技术中的激光波长测量装置的结构示意图。图中标记说明激光1，棱镜2，棱镜面一21，棱镜面二22，光电探测器3，反射镜一4，反射镜二5、折射镜6。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请参阅图1，本实施例示意性地公开了一种新型激光波长测量装置，包括棱镜2、折射镜6与光电探测器3，所述棱镜2包括棱镜面一21与棱镜面二22，作为一种方式，激光1垂直入射至棱镜面一21，在棱镜中传输后从棱镜面二22射出，经过棱镜面二22时，棱镜面二22使激光1发生了折射，并使激光1形成一定的折射角射出，折射镜6接收经棱镜面二22折射后射出的激光1，并使激光1再次发生折射，光电探测器3接收到经折射镜6折射后的激光1，并测量其入射位置，所述处理系统用于根据光电探测器接收到的激光的入射位置变化量，计算出被测激光的波长。作为一种较优的实施方式，棱镜面一21与棱镜面二22呈锐角相接。在保障激光1入射棱镜2，发生折射后仍然能入射光电探测器3的情况下，不限制棱镜面一与棱镜面二的夹角度数。容易理解的，入射光线与光电探测器接收面的夹角过小时，入射光线的光斑会发生重心的偏移，对光电探测器的测量精度造成影响。通过折射镜的设置，使得增加激光波长测量装置放大倍数的同时，降低光束入射至光电探测器的角度，不仅提高了PSD测量稳定性，而且根据三角关系，激光波长测量装置的测量精度得到进一步提高。且在本方案中，为了避免经折射镜折射后的光束再次发生折射对测量精度造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型激光波长测量装置，其特征在于，包括：棱镜、折射镜、光电探测器与处理系统，所述棱镜用于接收激光，且使入射的激光发生折射后射出，所述折射镜用于接收经棱镜折射后的激光，使得激光发生折射，所述光电探测器用于接收经折射镜折射后的激光，并测量其入射位置，所述处理系统用于根据光电探测器接收到的激光的入射位置变化量，计算出被测激光的波长。

【技术特征摘要】
1.一种新型激光波长测量装置，其特征在于，包括：棱镜、折射镜、光电探测器与处理系统，所述棱镜用于接收激光，且使入射的激光发生折射后射出，所述折射镜用于接收经棱镜折射后的激光，使得激光发生折射，所述光电探测器用于接收经折射镜折射后的激光，并测量其入射位置，所述处理系统用于根据光电探测器接收到的激光的入射位置变化量，计算出被测激光的波长。2.根据权利要求1所述的新型激光波长测量装置，其特征在于，还包括至少一个反射镜，从棱镜中出射的激光束入射至反射镜，经反射镜反射后入射至折射镜。3.根据权利要求2所述的新型激光波长测量装置，其特征在于，所述反射镜为多个，且多个反射镜平行设置。4.根据权利要求1所述的新型激光波长测量装置，其特征在于，所述棱镜包括棱镜面一与棱镜面二，所述激光入射至棱镜的棱镜面一，并发生折射，发生折射后的激光入射至棱镜面二时，棱镜面二使得激光再次发生折射，并使激光从棱镜面二射出。5.根据权利要求4所述的新型激光波长测量装置，其特征在于，所述棱镜面一与棱镜面二相接，其夹角为锐角。6.根据权利要求1所述的新型激光波长测量装置，其特征在于，所述折射镜与光电探测器贴合。7.根据权利要求1所述的新型激光波长测量装置，其特征在于，所述激光为P偏振光。8.根据权利要求1所述的新型激光波长测量装置，其特征在于，所述折射镜的入...

【专利技术属性】
技术研发人员：许诚昕，曾祥萍，李运洪，黄金，龚一光，周蓉，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51