一种激光动态干涉仪制造技术

本发明专利技术属于激光干涉仪技术领域，提供了一种激光动态干涉仪，包括：激光器、用于将所述激光器发射的激光光束进行准直的准直结构、平面反射镜和平面反射镜、1/4波片和1/4波片、偏振分束镜等结构。其采用交叉可自由变向微偏振器阵列，用于产生同一时间的相移，并且采用了液晶相位延时器与传统干涉仪相组合的形式，配合不同的偏振器阵列可以得到不同的干涉相，从而在原有的激光干涉仪测量基础上实现切换测量。同时本发明专利技术采用偏振光干涉原理，将传统相移干涉仪的时间域相移转换为空间域相移，使得一个CCD帧频内就可实现全分辨的测量。本发明专利技术实现了传统干涉仪所不具有的快速测量，对震动不敏感，减少气流的影响等优点。

A laser dynamic interferometer

【技术实现步骤摘要】
一种激光动态干涉仪
本专利技术涉及干涉仪
，尤其涉及一种激光动态干涉仪。
技术介绍
随着高精度精密光学仪器的快速发展和应用，对光学检测准确性要求越来越高，激光干涉仪是根据光的干涉原理制成的计量仪器，它是以光波作为测量尺度，将被测物理量转化为光程差，最终以干涉条纹反映被测信息。作为计量仪器，干涉仪具有高精度、高灵敏度和非接触式测量等优点。广泛应用于精密光学元件的参数测量。传统的激光干涉仪主要有牛顿干涉仪、迈克尔逊干涉仪、菲索干涉仪、泰曼-格林干涉仪等。传统的激光干涉仪在测量过程中，受气流、震动等环境因素影响较大，往往为保证其测量精度，需要重复多次测量以及对环境要求较高。故有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种激光动态干涉仪，以解决现有激光干涉仪测量过程受环境因素影响较大，难以保证每次的测量精度的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种激光动态干涉仪，所述激光动态干涉仪包括：激光器，用于将所述激光器发射的激光光束进行准直的准直结构；平面反射镜和平面反射镜、1/4波片和1/4波片、偏振分束镜；所述平面反射镜用于将经准直后的激光光束反射至偏振分束镜；所述平面反射镜、偏振分束镜、1/4波片(33)及平面反射镜依次设置在一条直线上；还包括设置在偏振分束镜上方的聚焦透镜组、依次设置在偏振分束镜下方的光学系统、液晶相位延时器和接受器；所述1/4波片设置在所述偏振分束镜和聚焦透镜组之间，测量时待测镜片至于聚焦透镜组上方；所述激光光束经所述偏振分束镜后被分成S偏振光和P偏振光，所述S偏振光经1/4波片和聚焦透镜组后照射到所述待测镜上，并被反射回所述偏振分束镜，所述P偏振光照射到所述平面反射镜后被反射回所述偏振分束镜；两束反射光束依次经光学系统后被液晶相位延时器接受，经调制后照射在接收器，以使接收器对待测镜片进行分析。可选地，所述偏振分束镜为4D分束镜，包含多个偏振阵列，偏振分光棱镜可以把入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光。其中P偏光完全通过，而S偏光以45度角被反射，出射方向与P光成90度角。此偏振分光棱镜由一对高精度直角棱镜胶合而成，其中一个棱镜的斜边上镀有偏振分光介质膜。可选地，还包括设置在偏振分束镜下方且处于同一直线上的光阑，用于对经所述偏振分束镜的所述两束反射光束进行滤光。可选地，所述准直结构包括准直透镜组和准直透镜组。可选地，所述液晶相位延时器中的CCD像元与所述偏振分束镜的偏振阵列的结构单元一一对应。可选地，所述准直透镜组和准直透镜组的有效焦距为30mm。可选地，所述激光器发射的激光光束波长可变，波长范围为512nm-632nm。可选地，所述的液晶相位延时器(8)包含交叉可自由变向微偏振器阵列，用于产生统一时间的相移。可选地，所述接收器(9)为高分辨率相机。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果：本申请提供的一激光动态干涉仪，采用交叉可自由变向微偏振器阵列，用于产生同一时间的相移，并且采用了液晶相位延时器与传统干涉仪相组合的形式，配合不同的偏振器阵列可以得到不同的干涉相，从而在原有的激光干涉仪测量基础上实现切换测量。同时本专利技术采用偏振光干涉原理，将传统相移干涉仪的时间域相移转换为空间域相移，使得一个CCD帧频内就可实现全分辨的测量。本专利技术实现了传统干涉仪所不具有的快速测量，对震动不敏感，减少气流的影响等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方法，下面将实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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得到其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种激光动态干涉仪的结构示意图；图2为传统的定向微偏振阵列结构示意图；图3为本专利技术提供的液晶可变偏振阵列器相位示意图；图4为本专利技术提供的液晶可变偏振阵列器相位变换示意图；图5为本专利技术提供的液晶可变偏振阵列器结构示意图；图6为本专利技术提供的液晶可变偏振阵列器元件微结构剖面示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术提供的实施例。然而，本领域技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本专利技术。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法。请参阅图1-图6，图1示出了本申请提供的激光动态干涉仪的结构示意图，包括激光器1，用于将所述激光器1发射的激光光束进行准直的准直结构2。平面反射镜31和平面反射镜32、1/4波片33和1/4波片34、偏振分束镜4；所述平面反射镜31用于将经准直后的激光光束反射至偏振分束镜4；所述平面反射镜31、偏振分束镜4、1/4波片33及平面反射镜32依次设置在一条直线上。还包括设置在偏振分束镜4上方的聚焦透镜组5、依次设置在偏振分束镜4下方的光学系统7、液晶相位延时器8和接受器9。所述1/4波片34设置在所述偏振分束镜4和聚焦透镜组5之间，测量时待测镜片至于聚焦透镜组5上方。所述激光光束经所述偏振分束镜4后被分成S偏振光和P偏振光，所述S偏振光经1/4波片34和聚焦透镜组5后照射到所述待测镜上，并被反射回所述偏振分束镜4，所述P偏振光照射到所述平面反射镜32后被反射回所述偏振分束镜4。两束反射光束依次经光学系统7后被液晶相位延时器8接受，经调制后照射在接收器9，以使接收器9对待测镜片进行分析。上述激光动态干涉仪中所述的液晶延时器8在接收器9的前方，上述接收器9可以是高分辨率相机。还包括干涉仪组件，干涉组件中包括一个偏振分束镜4，两个四分之一波片33和四分之一波片34，两个平面反射镜31和32。两个平面反射镜分别位于偏振分束镜4的上方和下方，偏振分束镜4位于两个平面反射镜之间，三者在同一条直线上。所述液晶相位延时器8位于干涉仪组件的后方，它的作用是利用可变的偏振阵列的单元结构与CCD像元一一对应相关，实现全分辨率的测量。聚焦透镜组5在准直结构与反射镜中间，三者在同一条直线上，用于将光束聚焦在探测面上。从激光器发出的光经过准直透镜21和22聚焦准直以后。再经平面反射镜31反射传输到位于系统中央的偏振分束镜4进行分束，经过四分之一波片对光的偏振状态调节后进入所述干涉仪组件。在干涉仪组件中平行光先经过偏振分束镜分束成两束互相垂直的光，分别入射到被测镜面与平面反射镜上，再经平面反射镜反射与被测镜面反射后返回分束镜，合束成空间外差干涉光，空间外差光束出干涉仪组件后经过四分之一波片进行调制，而后又经过液晶可变相位器调节后进入高分辨率相机。如图3-6所示，上述两束光发生干涉时的干涉场计算方式如下：I(x，y)＝I0+I′cos[φ(x，y)+φ(c)]其中，φ(c)]可以通过人为改变干涉图的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光动态干涉仪，其特征在于，所述激光动态干涉仪包括；/n激光器(1)，用于将所述激光器(1)发射的激光光束进行准直的准直结构(2)；/n平面反射镜(31)和平面反射镜(32)、1/4波片(33)和1/4波片(34)、偏振分束镜(4)；所述平面反射镜(31)用于将经准直后的激光光束反射至偏振分束镜(4)；所述平面反射镜(31)、偏振分束镜(4)、1/4波片(33)及平面反射镜(32)依次设置在一条直线上；/n还包括设置在偏振分束镜(4)上方的聚焦透镜组(5)、依次设置在偏振分束镜(4)下方的光学系统(7)、液晶相位延时器(8)和接受器(9)；/n所述1/4波片(34)设置在所述偏振分束镜(4)和聚焦透镜组(5)之间，测量时待测镜片至于聚焦透镜组(5)上方；/n所述激光光束经所述偏振分束镜(4)后被分成S偏振光和P偏振光，所述S偏振光经1/4波片(34)和聚焦透镜组(5)后照射到所述待测镜上，并被反射回所述偏振分束镜(4)，所述P偏振光照射到所述平面反射镜(32)后被反射回所述偏振分束镜(4)；/n两束反射光束依次经光学系统(7)后被液晶相位延时器(8)接受，经调制后照射在接收器(9)，以使接收器(9)对待测镜片进行分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种激光动态干涉仪，其特征在于，所述激光动态干涉仪包括；
激光器(1)，用于将所述激光器(1)发射的激光光束进行准直的准直结构(2)；
平面反射镜(31)和平面反射镜(32)、1/4波片(33)和1/4波片(34)、偏振分束镜(4)；所述平面反射镜(31)用于将经准直后的激光光束反射至偏振分束镜(4)；所述平面反射镜(31)、偏振分束镜(4)、1/4波片(33)及平面反射镜(32)依次设置在一条直线上；
还包括设置在偏振分束镜(4)上方的聚焦透镜组(5)、依次设置在偏振分束镜(4)下方的光学系统(7)、液晶相位延时器(8)和接受器(9)；
所述1/4波片(34)设置在所述偏振分束镜(4)和聚焦透镜组(5)之间，测量时待测镜片至于聚焦透镜组(5)上方；
所述激光光束经所述偏振分束镜(4)后被分成S偏振光和P偏振光，所述S偏振光经1/4波片(34)和聚焦透镜组(5)后照射到所述待测镜上，并被反射回所述偏振分束镜(4)，所述P偏振光照射到所述平面反射镜(32)后被反射回所述偏振分束镜(4)；
两束反射光束依次经光学系统(7)后被液晶相位延时器(8)接受，经调制后照射在接收器(9)，以使接收器(9)对待测镜片进行分析。


2.根据权利要求1所述的激光动态干涉仪，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹍，张海涛，于杰，金春水，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22