一种由至少两个干涉仪臂（６、７）和一个分束器（３）组成的电磁辐射干涉仪，这里，来自电磁辐射源（２）的光束被分束器（３）分束成两个光束分量并提供给两个干涉仪臂（６、７）中每个臂；在它们通过干涉仪臂后，与干涉仪臂中光程差Δｌｎ和波长λ有关的相位差Δψ＝２ｎΔ（ｌ·ｎ）／λ被同一或另一分束器（３）叠加在光束分量上；用检测器（１０）测量叠加波的强度，其特征如下： ａ）设置在光路中的至少一个偏振片（８），它确立进入干涉仪臂中的部分电磁波的限定偏振状态Ｐ↓［１／２］↑［０］，这里偏振状态与波长无关，并对两个光束分量可以不同； ｂ）在至少一个干涉仪臂（６、７）中设置的至少一个光学元件（１１、１２），光学元件改变部分电磁波的偏振状态Ｐ↓［１／２］↑［０］，是波长λ的函数，即用偏振Ｐ↓［１／２］（λ↓［ｉ］）对每个光谱分量进行编码，使得部分电磁波取偏振状态Ｐ↓［１］（λ）或Ｐ↓［２］（λ），由此，在Ｐｏｉｎｃａｒｅ偏振球上示出的区域Ｐ↓［１］（λ）和Ｐ↓［２］（λ）相互至少是部分不同的； ｃ）位于干涉仪输出端的分析仪（９），它透射可调偏振状态Ｐ↓［ｄｅｔ］，由此形成每个光谱分量λ↓［ｉ］的投影Ｐ↓［ｄｅｔ］（Ｐ↓［１／２］（λ））并产生光谱分量的部分波之间的与波长有关的附加相位差γ（λ），这里γ是Ｐ↓［１／２］（λ）和Ｐ↓［ｄｅｔ］的函数。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及依照权利要求1特征概念所述的这种干涉仪和权利要求12和13所述的这种干涉仪的补偿色散的方法和/或增大光谱分辨率的方法。电磁辐射干涉仪里面的测量原理是基于两个相干部分电磁波ψ1、ψ2之间的干涉，这两个波相互间具有限定的相位关系，即相同的波长λ，不随时间变化的固定相位差Δφ重叠在这两个波上。对重叠波的强度Idet进行检测。Idet正比于a+cos(Δφ)，这里a是常数。只有相同的偏振分量，如沿x轴的电场矢量总是相互干涉。在双光束干涉仪中，来自辐射源的辐射被分为两个相对相位差为零的光束分量，每个光束分量提供给一个干涉仪臂。干涉仪臂可以具有不同的光程长度，在这两个部分波通过干涉仪后将不为零的相位差重叠在它们之上。在两个干涉仪臂之间存在光程长度差Δln的双光束干涉仪中，两个部分波之间的相位差为Δφ=2πΔlnλ.]]>l是实际光程长度，n是媒介的折射率。这个干涉仪的相位Δφ与波长λ和Δln有关，因此，如果一个量是已知的，那么可以用于精确测量另一个量。例如，利用干涉仪来测量诸如规块一类物体的长度、测量折射率、或者应用于光谱仪中。长度测量，即光程长度差Δln偏差的测量会受到波长波动的影响而变差，因为即使Δln保持相同，波长的偏差也会产生干涉仪输出信号Idet的偏差。为了补救这一缺点，Y.Troitski在Applied Optics 34 44717(1995)中提出了一种通过将蒸气施加在干涉仪反射镜上大致可补偿输出信号对波长依赖性的无色散干涉仪。该方法的缺点是将蒸气施加到反射镜上使之代价高昂和不灵活。在施加蒸气后通过调节将干涉仪的工作区(即基本波长λ0附近的范围，其中输出信号基本上与辐射源的波长λ无关)设定为基本波长λ0，在改变辐射源后，不再能够对实际条件进行调节。另一个缺点是工作区窄，这意味着对于在基本波长λ0附近的较宽的波段Δλ不能采用色散补偿。光谱研究用的干涉仪的一个缺点是输出信号不仅对于波长而且对于例如由测量装置振动引起的干涉仪臂的光程长度差的偏差都具有高灵敏度。这导致光谱测量结果易出误差。本专利技术的目的是提供一种在维持对干涉仪臂长偏差高灵敏度的同时补偿在可调基本波长λ0附近波长范围Δλ内输出信号对波长依赖性的电磁辐射干涉仪。本专利技术的目的还有提供一种光谱分辨率高于具有同等臂长的传统双光束干涉仪，由此稳定输出信号对干涉仪臂长偏差的电磁辐射干涉仪。这一目的可通过由至少两个干涉仪臂和一个分束器组成的电磁辐射干涉仪来实现，这里，来自电磁辐射源的光束被分束器分束成两个光束分量并提供给两个干涉仪臂中每个臂；在它们通过干涉仪臂后，与干涉仪臂中光程差Δln和波长λ有关的相位差Δφ=2nΔ(l·n)λ]]>被同一或另一分束器叠加在光束分量上；用检测器测量叠加波的强度，其特征如下a)在光路中设置至少一个偏振片，它确立进入干涉仪臂中的部分电磁波的限定偏振状态P1/20，这里偏振状态与波长无关，并对两个光束分量可以不同。b)在至少一个干涉仪臂中设置至少一个光学元件，光学元件改变部分电磁波的偏振状态P1/20，它是波长λ的函数，即用偏振P1/2(λi)对每个光谱分量进行编码，使得部分电磁波取偏振状态P1(λ)或P2(λ)。在Poincare偏振球上示出的区域P1(λ)和P2(λ)相互至少是部分不同的。c)位于干涉仪输出端的分析仪透射可调偏振状态Pdet，由此形成每个光谱分量λi的投影Pdet(P1/2(λ))并产生光谱分量的部分波之间的与波长有关的附加相位差γ(λ)，这里γ是P1/2(λ)和Pdet的函数。实现本专利技术目的的另一个重要因素是利用这种干涉仪的方法，其特征在于通过以下步骤来补偿在基本波长λ0附近的范围内输出强度对色散或波长的依赖性，即在λ0附近光谱波长波动期间稳定干涉仪输出信号并因此增大干涉仪对臂长差Δl偏差的灵敏度a)产生进入干涉仪臂中的部分电磁波的与波长无关的限定输出偏振P1/20，这里，可以P10≠P20。b)用与波长有关的偏振P1(λ)或P2(λ)对部分电磁波的各个光谱分量进行编码。c)对限定偏振Pdet的检测。d)相互调节偏振量P1/20、P1/2(λ)和Pdet，以致下式应用于在λ0区域内的波长λ上γ(λ)=-12Ω(Pdet,P1(λ),P2(λ))≈d+2πΔlnλ20(λ-λ0)]]>或dΩdλ(λ0)≈-4πΔlnλ20]]>式中d是常数，Ω(Pdet,P1(λ),P2(λ))当代表Poincare单位球上的偏振量时是指由点Pdet,P1(λ),P2(λ)为固定λ而限定的球面三角的面积。实现本专利技术目的的另一个重要因素是利用这种干涉仪的方法，其特征在于通过以下步骤在基本波长λ0附近的范围内增大干涉仪的光谱分辨率a)产生进入干涉仪臂中的部分电磁波的与波长无关的限定输出偏振P1/20，这里，可以P10≠P20。b)用与波长有关的偏振P1(λ)或P2(λ)对部分电磁波的各个光谱分量进行编码。c)对限定偏振Pdet的检测。d)相互调节偏振量P1/20、P1/2(λ)和Pdet，以致Δφ<<12Ω(Pdet,P1(λ0),P2(λ0))]]>应用于λ0上，这里，Ω(Pdet,P1(λ0),P2(λ0))当代表Poincare单位球上的偏振量时是指由点Pdet,P1(λ0),P2(λ0)限定的球面三角的面积。干涉仪的其它优越实施例由从属权利要求2至10所表征。根据本专利技术的干涉仪和在根据本专利技术的干涉仪中能够进行的方法基于以下概念确定干涉仪输出信号的干涉仪中两部分波之间的相位差Δφ是波长λ和臂长差Δln的函数Δφ(λ,Δln)=2πΔlnλ0]]>由于是波长的函数，即如果波长λ略偏离基本波长λ0，而光程长维持不变，那么，由下式可导出相位差Δφ(λ)≈2πΔlnλ0-2πΔlnλ20(λ-λ0)=c-2πΔlnλ20(λ-λ0);]]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：W·杜尔兹，E·弗林斯，B·希尔斯，H·施米茨，
申请(专利权)人：德国电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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