一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，包括待测激光源、分光镜、反光镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、透镜、光电探测器、处理器，待测激光源向分光镜发射待测激光束，分光镜将待测激光束反射/透射至反光镜，以及将待测激光束透射/反射至第二平面反射镜，反光镜将接收到的待测激光束反射至第一平面反射镜；第一平面反射镜将接收到的待测激光束反射至透镜，第二平面反射镜将接收到的待测激光束反射至透镜；透镜将接收到的两束待测激光束透射至光电探测器，与光电探测器电连接的处理器检测光电探测器上产生的干涉现象，并计算待测激光束的波长。

A device and method of laser wavelength measurement based on interference principle

【技术实现步骤摘要】
一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置与方法
本专利技术涉及激光波长测量
，特别涉及一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置与方法。
技术介绍
激光波长的精确测量对于光学精密测量领域至关重要，以激光干涉仪为例，其测量精度与激光波长的精度直接相关，如何提高激光波长的测量精度，降低激光波长测量装置的复杂度与成本，成了相关领域的重要研究内容。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置与方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供了以下技术方案：一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，包括：待测激光源，用于发射待测激光束；分光镜，用于接收待测激光束，并将待测激光束反射/透射至反光镜，以及透射/反射至第二平面反射镜；反光镜，用于接收分光镜反射/透射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至第一平面反射镜；第一平面反射镜，用于接收反光镜反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至透镜；第二平面反射镜，与所述第一平面反射镜相对固定连接，用于接收分光镜透射/反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至透镜；透镜，用于接收第一平面反射镜和第二平面反射镜反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束透射至光电探测器；光电探测器，用于接收透镜透射的待测激光束；处理器，与光电探测器电连接，用于检测光电探测器上产生的干涉现象，并计算待测激光束的波长。待测激光源向分光镜发射待测激光束，分光镜将待测激光束分为两束激光束，分光镜将待测激光束反射/透射至反光镜，将待测激光束透射/反射至第二平面反射镜，反光镜将接收到的待测激光束反射至第一平面反射镜。第一平面反射镜将接收到的待测激光束反射至透镜，第二平面反射镜将接收到的待测激光束反射至透镜。透镜将接收到的两束待测激光束透射至光电探测器，与光电探测器电连接的处理器检测光电探测器上产生的干涉现象。更进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述第一平面反射镜或第二平面反射镜连接有精密位移装置，用于带动第一平面反射镜和第二平面反射镜在第一平面反射镜和第二平面反射镜的水平方向或竖直方向上移动。更进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述精密位移装置为无导轨的压电陶瓷电机，避免了导轨加工误差对波长测量的影响，提高了波长测量结果的精度。更进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述透镜为凸透镜。更进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述光电探测器设置于所述凸透镜的焦点处。所述透镜采用凸透镜，根据凸透镜的透射原理可知，垂直射入凸透镜的光线都会通过凸透镜的焦点，以便于光电探测器设置于凸透镜的焦点处时，能通过射入的待测激光束产生干涉现象。更进一步地，为了更好的实现本专利技术，还包括壳体，所述利用干涉原理完成激光波长测量的装置设置于壳体内，且所述待测激光源、分光镜、反光镜、透镜、光电探测器、精密位移装置分别相对于壳体固定设置。更进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述第一平面反射镜包括第一反射面，所述反光镜反射至第一平面反射镜的待测激光束射入所述第一反射面；所述第二平面反射镜包括第二反射面，所述分光镜透射/反射至第二平面反射镜的待测激光束射入所述第二反射面。所述第一平面反射镜的第一反射面与水平面平行，所述第二平面反射镜的第二反射面与水平面存在夹角，且第一反射面与第二反射面之间的夹角为钝角。作为另一种可实施方式，所述第一平面反射镜的第一反射面与水平面垂直，所述第二平面反射镜的第二反射面与水平面存在夹角，且第一反射面与第二反射面之间的夹角为钝角。一种利用干涉原理完成激光波长测量的方法，包括以下步骤：步骤S1：开启待测激光源，将待测激光源、分光镜、反光镜、透镜、光电探测器、精密位移装置分别固定设置于壳体内，使得光电探测器上能接收到待测激光束；步骤S2：控制精密位移装置带动第一平面反射镜和第二平面反射镜在第一平面反射镜和第二平面反射镜的水平方向或竖直方向上移动，使得光电探测器上接收的待测激光束能产生相消干涉或相长干涉的现象；并且处理器记录本次移动第一平面反射镜和第二平面反射镜移动的位移量X1；步骤S3：继续控制精密位移装置带动第一平面反射镜和第二平面反射镜在第一平面反射镜和第二平面反射镜的水平方向或竖直方向上移动，直到光电探测器上产生下一个或第N个相消干涉或相长干涉的现象，N为正整数；并且处理器记录两次移动第一平面反射镜和第二平面反射镜的总位移量X2；步骤S4：处理器根据第一平面反射镜和第二平面反射镜两次水平方向或竖直方向的位移量计算出待测激光束的波长。更进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述步骤S1具体包括以下步骤：步骤S1-1：开启待测激光源，将待测激光源、分光镜、反光镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、精密位移装置设置于壳体内，使得第一平面反射镜能接收到反光镜反射的待测激光束，以及第二平面反射镜能接收到分光镜透射/反射的待测激光束；步骤S1-2：调整分光镜和反光镜的角度，使得第一平面反射镜反射出去的待测激光束与第二平面反射镜反射出去的待测激光束平行；步骤S1-3：将透镜设置于壳体内，使得第一平面反射镜和第二平面反射镜反射至透镜的待测激光束能垂直射入透镜；步骤S1-4：将光电探测器设置于透镜的焦点处，使得光电探测器能接收到透镜透射的待测激光束。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术中测量的装置所使用的光学器件简单，无需加入标准波长激光束参与测量，大大降低了测量装置的复杂度，并且也提高了装置对待测激光束波长的测量精度；本专利技术的精密位移装置为无导轨的压电陶瓷电机，避免了导轨加工误差对波长测量的影响，提高了波长测量结果的精度；本专利技术不仅对测量装置在水平方向上移动时，能测量待测激光束的光程差变化量，当测量装置在竖直方向上移动，或因重力影响在竖直方向上产生位移时，也能对竖直方向上因位移产生的光程差变化量进行补偿，进一步提高了对待测激光束波长的测量精度和准确性，并且参与测量的装置没有增加任何光学器件即可完成对待测激光束波长的测量；本专利技术引入了一个第一平面反射镜在干涉光路中，当测量装置在运动过程中存在垂直于位移方向的震动或其它因素引起的误差时，由于第二平面反射镜与第一平面反射镜同时发生垂直于位移方向的运动，则干涉光路光程差变化量实现了补偿，提高了激光波长的测量精度；当第二平面反射镜与第一平面反射镜的夹角越接近180度，即越趋近于平行，那么垂直于位移方向的误差对激光波长测量精度的影响越小。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为本专利技术测量装置的结构示意图；图2为本专利技术测量装置的另一种结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，其特征在于：包括：/n待测激光源，用于发射待测激光束；/n分光镜，用于接收待测激光束，并将待测激光束反射/透射至反光镜，以及透射/反射至第二平面反射镜；/n反光镜，用于接收分光镜反射/透射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至第一平面反射镜；/n第一平面反射镜，用于接收反光镜反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至透镜；/n第二平面反射镜，与所述第一平面反射镜相对固定连接，用于接收分光镜透射/反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至透镜；/n透镜，用于接收第一平面反射镜和第二平面反射镜反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束透射至光电探测器；/n光电探测器，用于接收透镜透射的待测激光束；/n处理器，与光电探测器电连接，用于检测光电探测器上产生的干涉现象，并计算待测激光束的波长。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，其特征在于：包括：
待测激光源，用于发射待测激光束；
分光镜，用于接收待测激光束，并将待测激光束反射/透射至反光镜，以及透射/反射至第二平面反射镜；
反光镜，用于接收分光镜反射/透射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至第一平面反射镜；
第一平面反射镜，用于接收反光镜反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至透镜；
第二平面反射镜，与所述第一平面反射镜相对固定连接，用于接收分光镜透射/反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束反射至透镜；
透镜，用于接收第一平面反射镜和第二平面反射镜反射的待测激光束，并将接收到的待测激光束透射至光电探测器；
光电探测器，用于接收透镜透射的待测激光束；
处理器，与光电探测器电连接，用于检测光电探测器上产生的干涉现象，并计算待测激光束的波长。


2.根据权利要求1所述的一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，其特征在于：所述第一平面反射镜或第二平面反射镜连接有精密位移装置，用于带动第一平面反射镜和第二平面反射镜在第一平面反射镜和第二平面反射镜的水平方向或竖直方向上移动。


3.根据权利要求2所述的一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，其特征在于：所述精密位移装置为无导轨的压电陶瓷电机。


4.根据权利要求1所述的一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，其特征在于：所述透镜为凸透镜。


5.根据权利要求4所述的一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，其特征在于：所述光电探测器设置于所述凸透镜的焦点处。


6.根据权利要求1-5任一项所述的一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，其特征在于：还包括壳体，所述利用干涉原理完成激光波长测量的装置设置于壳体内，且所述待测激光源、分光镜、反光镜、透镜、光电探测器、精密位移装置分别相对于壳体固定设置。


7.根据权利要求1所述的一种利用干涉原理完成激光波长测量的装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张白，杨来龙，高洋，周春艳，刘杰，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：宁夏;64