新型双动镜干涉仪制造技术

一种新型双动镜干涉仪由一个分束器、两个固定的平面反射镜、和被一个刚性结构背靠背地平行固定在一起作为一个单独的运动部件的第一动镜和第二动镜。第一动镜、第二动镜、分束器之间相互平行，它们与入射光束之间的夹角均为３０度；第一平面镜和入射光束相互平行，第二平面镜与入射光束之间的夹角为６０度，两个平面镜与分束器之间的夹角均为３０度；双动镜沿分束器的法线方向做直线往复运动；光程差由双动镜的直线往复运动产生，光程差为双动镜位移（相对于其零光程差位置）的４倍。这种干涉仪结构紧凑、体积小、成本低，适用于各种光谱工作区的高分辨率傅里叶变换光谱仪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种干涉仪，具体涉及一种应用于高光谱分辨率傅里叶变换光谱仪的新型双 动镜干涉仪。
技术介绍
迈克尔逊(Michelson)干涉仪由一个分束器、 一个固定的平面反射镜和一个扫描平面 反射镜构成；动镜和定镜正交，它们与分束器的夹角均为45度；分束器与入射光束的夹角 也为45度。这种干涉仪的性能主要取决于动镜对分束器所成虚像与定镜是否严格保持平行。 傅里叶变换光谱仪具有高光谱分辨率、高通量、多通道等优点。影响迈克尔逊干涉仪在傅里 叶光谱仪中应用的最大问题是动镜在扫描过程中的倾斜问题，尤其是在紫外光谱工作区和高 分辨率傅里叶光谱仪的应用中。使用猫眼镜(cat，s國eyeretroreflector)或角反射体(cube-cornermirrors)代替平面动镜是 两种解决办法。如果猫眼镜或角反射体各方面的性能都很理想，就可以很好地解决平面动镜 的倾斜问题，但同时存在横向偏移问题而限制了其应用。另外一种办法是使用动态校正伺服 系统，但分辨率越高，这种校正系统的失灵概率就越高，而且该系统对机械振动引起的扰动 非常敏感。还有一种解决办法是采用转镜或摆镜代替做直线运动的动镜，虽然可以消除平面动镜倾 斜带来的误差，而且提高了稳定性和可靠性，但其产生的光程差与转角为非线性关系，只适 用于低分辨率光谱仪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型双动镜干涉仪，动镜移动较小的距离即可获得较大的光 程差，其解决了
技术介绍
中动镜倾斜以及猫眼镜或角反射体横移的技术问题，在傅里叶变换 光谱仪的应用中相对于迈克尔逊干涉仪大大地提高了精度，而且在动镜位移相同时能够获得 更大的光程差。本专利技术的技术解决方案是一种新型双动镜干涉仪，包括30度角设置在入射光束光路上的一个分束器，该分朿器 适于从一个入射光束产生一个第一和一个第二光束；还包括设置在分束器反射光朿光路上的 第一平面镜和设置在分束器透射光束光路上的第二平面镜，所述的第一平面镜和第二平面镜与分束器之间的夹角均为30度;还包括设置在光束光路上的第一动镜和第二动镜、以及探 测器和将经第一动镜和第二动镜反射的光束会聚到探测器上的收集镜。 其特征在于所述的第一动镜位于所述第一平面镜的反射光束光路上，所述的第二动镜位于所述第二 平面镜的反射光束光路上，它们均为平面反射镜；所述的第一动镜和第二动镜被一个刚性结 构背靠背地平行固定在一起，作为一个单独的运动部件；所述的第一动镜和第二动镜之间的 距离几乎为零，它们的反射面处于相反的方向；所述的第一动镜、第二动镜、分束器之间相 互平行，它们与入射平行光束之间的夹角均为30度；所述的第一动镜和第二动镜沿分束器 的法线方向做直线往复运动。所述的第一平面镜和入射光束相互平行，所述的第二平面镜与入射光束之间的夹角为 60度；所述的第一平面镜、第二平面镜与分束器之间的夹角均为30度；所述的分束器、第 一平面镜、第二平面镜、第一动镜、第二动镜的中心位于同一个平面内。若上述的分束器沿入射光束方向上第二面为半反射面，则在该分束器与第二平面镜之间 的光路上还设置有同时补偿各种波长光程差的补偿板；该补偿板与分束器完全相同且平行放 置；此吋第一平面镜和第二平面镜关于分束器的半反射面对称，分束器的半反射面、第一平 面镜、第二平面镜的中心位于等边三角形的三个顶点上。若上述的分束器沿入射光束方向上第一面为半反射面，则在该分束器与第一平面镜之间 的光路上还设置有同时补偿各种波长光程差的补偿板；该补偿板与分束器完全相同且平行放 置；此时第一平面镜和第二平面镜关于分束器的半反射面对称，分束器的半反射面、第一平 面镜、第二平面镜的中心位于等边三角形的三个顶点上。 上述的收集镜可为会聚透镜或会聚透镜组。本专利技术的优点在于1. 光程差为双动镜位移(相对于其零光程差位置)的4倍，即双动镜移动较小的距离 即可获得较大的光程差，适用于各种光谱工作区的高光谱分辨率光谱仪。2. 该干涉仪对动镜倾斜不敏感，即双动镜轻微的倾斜对所得干涉图的调制度和相位影 响较小。3. 固定第一动镜和第二动镜的刚性结构非常简单，其受温度变化的影响极小。4. 该干涉仪结构紧凑、体积小、成本低。附图说明图1为本专利技术光学结构原理示意图；图2为本专利技术光学结构原理分析图；图中Ml'为第一动镜在第一平面镜中的虚像，M2'为第二动镜在第二平面镜中的虛像。图3为当所述的分束器沿入射光束方向上第二面为半反射面时，本专利技术包含补偿板的光 学结构原理示意图；图4为当所述的分束器沿入射光束方向上第一面为半反射面时，本专利技术包含补偿板的光 学结构原理示意图；图5为双动镜位移为10wm时，分束器反射光束I和透射光束II之间的光程差X和双动镜倾斜 ^之间的关系图。具体实施方式一种新型双动镜干涉仪包括一个分束器、两个固定的平面反射镜(即第一平面镜和第二 平面镜)、和被一个刚性结构背靠背地平行固定在一起作为一个单独的运动部件的两个扫描 平面反射镜(即第一动镜和第二动镜)。第一动镜、第二动镜、分束器之间相互平行，它们 与入射光束之间的夹角均为30度；第一动镜和第二动镜之间的距离几乎为零，它们的反射 面处于相反的方向；第一动镜和第二动镜沿分束器的法线方向做直线往复运动。第一平面镜 和第二平面镜与分束器之间的夹角均为30度。另外，分束器、第一平面镜、第二平面镜、 第一动镜、第二动镜的中心位于同一个平面内。入射的平行光束在分束器的半反射面上反射和透射，并被分为强度相等的两束光I和 II,光束I经第一平面镜反射后射向第一动镜，经第一动镜反射后折回到第一平面镜，再经 第一平面镜反射后射向分束器并透过分束器，经收集镜会聚到探测器上；光束II经第二平 面镜反射后射向第二动镜，经第二动镜反射后折回到第二平面镜，再经第二平面镜反射后射 向分束器并透过分束器，经收集镜会聚到探测器上。这两束光由于来自同一光束，因而是相 干光束，它们相交时发生干涉。光束I和II之间的光程差是由双动镜(第一动镜和第二动镜)的直线往复运动产生的， 光程差是双动镜位移(相对于其零光程差位置)的函数。双动镜沿分束器的法线方向做直线 往复运动。随着双动镜的直线运动，光程差的大小逐渐变化，干涉强度也随着逐渐变化。选 择在线性度较好的区域内等时间间隔地测量即可得到一系列干涉强度值，然后对取样干涉强 度值进行傅里叶变换即可得到光谱值。假设双动镜沿分束器法线方向的运动距离为a，若光束I的光程减少了 2a，则光束II的 光程增加了2a，所以光束I和光束TT之间的光程差变化量为4a,反之亦然。因此，光程差 值的改变量为双动镜运动距离的4倍。光程差x与双动镜位移(相对于其零光程差位置)/ 之间的关系为x二4/ (1) 5在理想情况(即双动镜在运动过程中没有倾斜的情况)下，干渉强度为 <formula>formula see original document page 6</formula>(2)式中cr为波数，^CT)为光谱强度，x为光程差。因此该新型双动镜干涉仪干涉强度与双动镜位移(相对于其零光程差位置)之间的关系为<formula>formula see original document page 6</formula> (3)当双动镜在运动过程中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型双动镜干涉仪，包括３０度角设置在入射光束光路上的一个分束器，该分束器适于从一个入射光束产生一个第一和一个第二光束；还包括设置在分束器反射光束光路上的第一平面镜和设置在分束器透射光束光路上的第二平面镜，所述第一平面镜和第二平面镜与分束器之间的夹角均为３０度；还包括设置在光束光路上的第一动镜和第二动镜、以及探测器和将经第一动镜和第二动镜反射的光束会聚到探测器上的收集镜。　　　　其特征在于：　　　　所述的第一动镜位于所述第一平面镜的反射光束光路上，所述的第二动镜位于所述第二平面镜的反射光束光路上，它们均为平面反射镜；所述的第一动镜和第二动镜被一个刚性结构背靠背地平行固定在一起，作为一个单独的运动部件；所述的第一动镜和第二动镜之间的距离几乎为零，它们的反射面处于相反的方向；所述的第一动镜、第二动镜、分束器之间相互平行，它们与入射平行光束之间的夹角均为３０度；所述的第一动镜和第二动镜沿分束器的法线方向做直线往复运动。　　　　所述的第一平面镜和入射光束相互平行，所述的第二平面镜与入射光束之间的夹角为６０度；所述的第一平面镜、第二平面镜与分束器之间的夹角均为３０度；所述的分束器、第一平面镜、第二平面镜、第一动镜、第二动镜的中心位于同一个平面内。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆华，
申请(专利权)人：杨庆华，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]