基于偏振的动态干涉仪中的复合控制光源系统及实验方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于偏振的动态干涉仪中的复合控制光源系统及实验方法，优先提出采用双光源结构，通过结构设计可随意切换氦氖激光器和短相干激光器两个光源，对干涉仪进行粗调与精调。本发明专利技术可使用相干光调整干涉腔至零位位置，并通过对多种偏振器件的调节，在该复合光源系统里实现空间移相与时间移相相结合，调整光的偏振态、强度，条纹的对比度以及延迟线的匹配等多种功能。本发明专利技术克服了传统干涉仪中光源系统与干涉模块一体的模式，光源模块功能单调，普适性低等问题，通过保偏光纤将复合控制光源模块与干涉模块连接，可自由将该复合控制光源系统接入多种干涉模块工作，无需重新设计光源模块，实现了“一源多用”的功能。

【技术实现步骤摘要】
基于偏振的动态干涉仪中的复合控制光源系统及实验方法
本专利技术属于光源干涉移相技术，具体涉及一种基于偏振的动态干涉仪中的复合控制光源系统及实验方法。
技术介绍
进入二十一世纪，光学为社会的发展，新型产业的诞生注入了活力。平面与球面光学元件作为光学系统里最常用的光学元件，被广泛应用在各个领域里，尤其是航天、天文、军事、医疗等最为突出。以大口径平面镜和微小球面为代表的高端光学设备，对光学元件的加工、光学系统的集成提出了极大的挑战。对于光学元件的加工，传统的面形检测方法包括刀口法、哈特曼传感器法、瑞奇康忙法、子孔径拼接法、五棱镜扫描法等。这些方法存在着损伤待测件或是以主观经验为评判标准，并非数字化的弊端，在精度非常欠妥。而干涉仪作为一种非接触的测量装置，通过引入通信理论中的移相技术，已成为测量面形和折射率变化等物理量的重要和常用的手段。传统的PZT移相是通过PZT推动标准件，但是对于一些大口径光学元件，由于它们多由吊装方式来进行固定校准，当利用PZT去推动标准件实现移相将会是一个巨大的工作量，而且在推动过程中将会影响吊装效果。采用在光源中进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于偏振的动态干涉仪中的复合控制光源系统，其特征在于，包括光源模块(22)、干涉模块(23)和成像模块(24)，其中光源模块(22)包括氦氖激光器(1-1)、短相干激光器(1-2)、第一保偏光纤(2-1)、第二保偏光纤(2-2)、第一光纤准直器(3-1)、第二光纤准直器(3-2)、起偏器(4)、衰减片(5)、半波片(6)、第一反射镜(7-1)、偏振分光棱镜(8)、第一四分之一波片(9-1)、第二四分之一波片(9-2)、角锥棱镜(10)、PZT定位台(11)、延迟光程匹配模块(12)、第二反射镜(7-2)、小行程导轨(13)、第三反射镜(7-3)、光纤耦合器(14)、第三保偏光纤(2-3...

【技术特征摘要】
1.一种基于偏振的动态干涉仪中的复合控制光源系统，其特征在于，包括光源模块(22)、干涉模块(23)和成像模块(24)，其中光源模块(22)包括氦氖激光器(1-1)、短相干激光器(1-2)、第一保偏光纤(2-1)、第二保偏光纤(2-2)、第一光纤准直器(3-1)、第二光纤准直器(3-2)、起偏器(4)、衰减片(5)、半波片(6)、第一反射镜(7-1)、偏振分光棱镜(8)、第一四分之一波片(9-1)、第二四分之一波片(9-2)、角锥棱镜(10)、PZT定位台(11)、延迟光程匹配模块(12)、第二反射镜(7-2)、小行程导轨(13)、第三反射镜(7-3)、光纤耦合器(14)、第三保偏光纤(2-3)、光纤匹配套管(15)、第四保偏光纤(2-4)；干涉模块(23)包括分光棱镜(16)、准直透镜(17)、参考镜(18)和待测镜(19)；成像模块(24)包括成像透镜(20)、第三四分之一波片(9-3)、偏振CCD相机(21)；
共第一光路依次布置光纤准直器(3-1)、起偏器(4)、衰减片(5)、半波片(6)、第一反射镜(7-1)，共第二光路依次布置第一反射镜(7-1)、偏振分光棱镜(8)、第二四分之一波片(9-2)、延迟光程匹配模块(12)，共第三光路依次布置PZT定位台(11)、角锥棱镜(10)、第一四分之一波片(9-1)、偏振分光棱镜(8)、第二反射镜(7-2)、小行程导轨(13)、第三反射镜(7-3)，共第四光路依次布置氦氖激光器(1-1)、第二光纤准直器(3-2)、第二反射镜(7-2)、小行程导轨(13)，共第五光路依次布置第三反射镜(7-3)、光纤耦合器(14)、第三保偏光纤(2-3)、光纤匹配套管(15)、第四保偏光纤(2-4)；干涉模块包括分光棱镜(16)、准直透镜(17)、参考镜(18)和待测镜(19)，共第六光路依次设置分光棱镜(16)、成像透镜(20)、第三四分之一波片(9-3)、偏振CCD相机(21)；
氦氖激光器(1-1)输出端与第一保偏光纤(2-1)一端连接，第一保偏光纤(2-1)另一端接入第一光纤准直器(3-1)，保证出射的光为空间准直光，此时通过小行程导轨(13)调节第二反射镜(7-2)高度，将氦氖激光器发出的准直光反射到第三反射镜(7-3)上，再由第三反射镜(7-3)反射后进入耦合器(14)，经耦合进入第三保偏光纤(2-3)，通过光纤匹配套管(15)出射进入干涉模块；
短相干激光器(1-2)的输出端与第二保偏光纤(2-2)一端连接，第二保偏光纤(2-2)另一端接入第二光纤准直器(3-2)，保证出射的光为空间准直光，准直光依次经过起偏器(4)、衰减片(5)、半波片(6)产生线偏光，通过第一反射镜(7-1)折转光路让空间更加精简，再经由偏振分光棱镜(8)将线偏光分解为第一透射光和第一反射光，第一透射光即p光，第一反射光即s光；s光经过与第一四分之一波片(9-1)变换为方向相反的圆偏光，经角锥棱镜(10)反射，PZT定位台(11)控制微量位移进行移相，再次通过第一四分之一波片(9-1)时，圆偏光再次变为线偏光；p光经过第二四分之一波片(9-2)变换为方向相反的圆偏光，经延迟光程匹配模块(12)反射，再次通过第二四分之一波片(9-2)后，圆偏光也再次变为线偏光；原来在偏振分光棱镜(8)反射的s光变为第一p光，透射的p光变为第一s光，此时第一p光与第一s光在偏振分光棱镜(8)上汇聚并出射，此时再控制小行程导轨(13)调节第二反射镜(7-2)高度，让汇聚的光经第三反射镜(7-3)反射进入光纤耦合器(14)，耦合光通过第三保偏光纤(2-3)、光纤匹配套管(15)、第四保偏光纤(2-4)进入干涉模块；光源出射的耦合光经分光棱镜(16)分解为第二透射光和第二反射光，第二透射光经准直透镜(17)准直，通过参考镜(18)后表面和待测镜(19)的前表面反射光汇聚通过分光棱镜(16)分解为第三反射光和第三透射光，第三反射光进入成像模块，先通过成像透镜(20)，再经过第三四分...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骏，苗新宇，朱日宏，李建欣，于逸凡，魏聪，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32