【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学测试计量，涉及一种消除零漂的干涉测量系统及测量方法。
技术介绍
1、干涉测量技术应用十分广泛，可用于位移量、长度、折射率、角度、面形、振动等诸多测量领域。这其中，利用马赫-曾德尔(mz)干涉光路(1987，刘海清等，光学学报；2008，徐铁峰等，专利)和迈克尔逊干涉光路可以测量光学材料的热膨胀系数和折射率温度系数。这类光路结构具有一个特点：存在零漂效应。光路零漂是指由于非待测因素所导致的光程差变化，如机械稳定性、空气折射率变化、光学底板温度变化等引起的光程差漂移。而待测物理量具有一个特点：缓慢变化量，并且需要长时间监测光路中光程差的变化情况(通常8小时以上)。如果零漂变化量与待测量为相当数量级时，这会给测量结果带来无法忽略的误差。
技术实现思路
1、(一)专利技术目的
2、本专利技术的目的是：提供一种消除零漂的干涉测量系统及测量方法，消除干涉光路中存在的零漂效应给缓慢变化测量量带来的无法忽视的误差。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种消除零漂的干涉测量系统，包括激光器、样品干涉光路、背景干涉光路、探测器和扩束镜，沿样品干涉光路方向依次布置激光器、扩束镜、分光镜，样品、反射镜、半透半反镜，反射镜位于分光镜的透光侧，背景干涉光路与样品干涉光路共用激光器、扩束镜、分光镜和半透半反镜，分光镜的反光侧布置pzt压电陶瓷反射器件，半透半反镜的出光侧布置探测器。
5、所述样品干涉光路和背景干涉光路可以
6、样品干涉光路和背景干涉光路为马赫-曾德尔干涉光路，pzt压电陶瓷反射器件倾斜45°布置，反射镜倾斜45°布置；半透半反镜对样品干涉光路的光线进行反射，由探测器2接收，对背景干涉光路的光线进行透射，由探测器1接收。
7、样品干涉光路和背景干涉光路为迈克尔逊干涉光路，pzt压电陶瓷反射器件相对分光镜的反光侧光线方向垂直布置，反射镜相对分光镜的透光侧光线方向垂直布置；半透半反镜和分光镜二合一；样品干涉光路光线经过样品后经由反射镜反射至分光镜，再经由分光镜反射至探测器2接收；背景干涉光路光线经过pzt压电陶瓷反射器件反射至分光镜，再经由分光镜透射至探测器1接收。
8、基于上述测量系统，本专利技术消除零漂的干涉测量方法包括以下过程：
9、1)将入射激光光束进行扩束，使其一部分作用于样品干涉光路，一部分不经过样品作用于背景干涉光路；
10、2)分别测量样品干涉光路和背景干涉光路的相位差；
11、3)用样品干涉相位差减去背景干涉相位差作为最终干涉相位差，并进行后续计算。
12、所述相位差作为测量物理量，但是不限于相位差，也可是其他测量物理量。
13、所述样品干涉光路和背景干涉光路的相位差的测量方法可以是调相法、相移法、外差法，或其他方法。
14、所述后续计算是与改进之前完全相同的计算方法。
15、(三)有益效果
16、上述技术方案所提供的消除零漂的干涉测量系统及测量方法，对于缓慢变化物理量的测试，可消除零漂带来的影响。
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1.一种消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，包括：激光器、样品干涉光路、背景干涉光路、探测器和扩束镜，沿样品干涉光路方向依次布置激光器、扩束镜、分光镜，样品、反射镜、半透半反镜，反射镜位于分光镜的透光侧，背景干涉光路与样品干涉光路共用激光器、扩束镜、分光镜和半透半反镜，分光镜的反光侧布置PZT压电陶瓷反射器件，半透半反镜的出光侧布置探测器。
2.如权利要求1所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述样品干涉光路和背景干涉光路是马赫-曾德尔干涉光路、或迈克尔逊干涉光路、或泰曼-格林干涉光路、或菲索干涉光路。
3.如权利要求2所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述样品干涉光路和背景干涉光路为马赫-曾德尔干涉光路，PZT压电陶瓷反射器件倾斜45°布置，反射镜倾斜45°布置。
4.如权利要求3所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述马赫-曾德尔干涉光路中，半透半反镜对样品干涉光路的光线进行反射，由探测器2接收，对背景干涉光路的光线进行透射，由探测器1接收。
5.如权利要求2所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述样品
6.如权利要求5所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述迈克尔逊干涉光路中，样品干涉光路光线经过样品后经由反射镜反射至分光镜，再经由分光镜反射至探测器2接收；背景干涉光路光线经过PZT压电陶瓷反射器件反射至分光镜，再经由分光镜透射至探测器1接收。
7.一种基于权利要求3所述干涉测量系统的消除零漂的干涉测量方法，其特征在于，包括以下过程：
8.如权利要求7所述的消除零漂的干涉测量方法，其特征在于，所述样品干涉光路和背景干涉光路的相位差的测量方法选用调相法、或相移法、或外差法。
9.如权利要求8所述的消除零漂的干涉测量方法，其特征在于，利用调相法测量样品干涉光路和背景干涉光路的相位差时，对PZT压电陶瓷反射器件钟的压电陶瓷施加F频率的正弦波驱动电压，将探测到的信号通过锁相放大器分别进行F和2F频率解调，输出两路相互正交的信号，利用椭圆拟合解算出相位值；或者施加F频率的锯齿波驱动电压，利用锁相放大器解调得到X和Y信号，进行椭圆拟合解算相位值。
10.如权利要求9所述的消除零漂的干涉测量方法，其特征在于，利用外差干涉法测量样品干涉光路和背景干涉光路的相位差时，激光器输出光束后方放置一声光调制器，对声光调制器施加F频率的正弦波驱动电压，将探测到的信号通过锁相放大器解调得到相位值，此即为所需测量的干涉光路相位差。
...【技术特征摘要】
1.一种消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，包括：激光器、样品干涉光路、背景干涉光路、探测器和扩束镜，沿样品干涉光路方向依次布置激光器、扩束镜、分光镜，样品、反射镜、半透半反镜，反射镜位于分光镜的透光侧，背景干涉光路与样品干涉光路共用激光器、扩束镜、分光镜和半透半反镜，分光镜的反光侧布置pzt压电陶瓷反射器件，半透半反镜的出光侧布置探测器。
2.如权利要求1所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述样品干涉光路和背景干涉光路是马赫-曾德尔干涉光路、或迈克尔逊干涉光路、或泰曼-格林干涉光路、或菲索干涉光路。
3.如权利要求2所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述样品干涉光路和背景干涉光路为马赫-曾德尔干涉光路，pzt压电陶瓷反射器件倾斜45°布置，反射镜倾斜45°布置。
4.如权利要求3所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述马赫-曾德尔干涉光路中，半透半反镜对样品干涉光路的光线进行反射，由探测器2接收，对背景干涉光路的光线进行透射，由探测器1接收。
5.如权利要求2所述的消除零漂的干涉测量系统，其特征在于，所述样品干涉光路和背景干涉光路为迈克尔逊干涉光路，pzt压电陶瓷反射器件相对分光镜的反光侧光线方向垂直布置，反射镜相对分光镜的透光侧光线方向垂直布置；半透半反镜和分光镜二合一。
【专利技术属性】
技术研发人员：梁松林，郭春艳，张辉荣，杨永强，孙志成，张祖邦，朱泽军，李斌，
申请(专利权)人：西南技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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