基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，包括光束調(diào)整單元、低頻差移相單元、光束合束單元、共光路干涉單元以及面陣探測(cè)器單元：光束調(diào)整單元用于將激光器的出射激光調(diào)整為功率相同的兩束激光；低頻差移相單元用于對(duì)光束調(diào)整單元得到的兩束激光的頻率進(jìn)行調(diào)整以得到兩束激光的輸出差頻為100赫茲以下的低差頻；光束合束單元用于將低頻差移相單元輸出的兩束激光進(jìn)行合束；共光路干涉單元用于將光束合束單元合束的激光分為共光路測(cè)量光和參考光以產(chǎn)生干涉；面陣探測(cè)器單元用于采集干涉。采用聲光移頻器外差干涉移相避免干涉儀存在運(yùn)動(dòng)件，測(cè)量精度提高，抗干擾性好，共光路提高抗干擾的能力降低系統(tǒng)光路自身誤差的影響。
【專利說明】基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代精密儀器的發(fā)展，光學(xué)面形加工精度要求逐步提高，對(duì)光學(xué)面形檢測(cè)精度要求也相應(yīng)越來越高。傳統(tǒng)光學(xué)加工中采用的光學(xué)面形檢測(cè)方法包括哈特曼傳感器法、刀口法和輪廓法等。這些方法分別存在著非數(shù)字化需主觀判讀或接觸損傷待測(cè)件等不同的缺點(diǎn)，且很難達(dá)到較高的測(cè)量精度，屬于簡(jiǎn)單測(cè)量方法。
[0003]而實(shí)際中的高精度面形檢測(cè)幾乎都是利用干涉儀來完成的。干涉檢測(cè)法早在百年前就已經(jīng)被使用，屬于非接觸式測(cè)量，且具有大量程、高靈敏度、高精度等特點(diǎn)，在高精度檢測(cè)時(shí)被廣泛應(yīng)用，其原理是一束光照射標(biāo)準(zhǔn)的參考平面作為參考光，另一束光照射被測(cè)面返回帶有面形信息作為測(cè)量光，兩束光干涉時(shí)由于光斑不同位置相位不同產(chǎn)生光程差從而產(chǎn)生彎曲的干涉條紋，即可判斷待測(cè)面的面形起伏。直到1974年Bruning等人提出移相干涉技術(shù)，把通訊理論中同步相位探測(cè)技術(shù)引入到光學(xué)干涉術(shù)中，使得干涉檢測(cè)球面面形的精度大大提高。其基本原理是經(jīng)過四步或多步移動(dòng)待測(cè)元件，以改變測(cè)試波和參考波之間的位相差，光強(qiáng)也隨之改變，從而得到一系列的方程。最后，通過求解方程組得到待測(cè)元件(或系統(tǒng))的位相值。移相干涉技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，在光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域具有不可替代的地位。
[0004]商用高精度干涉檢測(cè)方法的發(fā)展按干涉儀結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)可以分為:Twyman-Green (泰曼-格林)型干涉儀、Fizeau (斐索)型干涉儀等。
[0005]示例性的,如圖1所示,用于球面檢測(cè)的Twyman-Green型干涉檢測(cè)系統(tǒng),利用標(biāo)準(zhǔn)參考鏡的反射波來獲得所需的參考波前。來自He-Ne激光器11的光束經(jīng)擴(kuò)束系統(tǒng)12準(zhǔn)直擴(kuò)束后，由分光板13分為兩部分:其中一部分平行光束通過分光板13，并經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)鏡14會(huì)聚后由待測(cè)球面15 (其曲率中心位于標(biāo)準(zhǔn)鏡焦點(diǎn)處)反射回來，該部分光束作為檢測(cè)光；另一部分平行光束由分光板13反射后再經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)參考鏡16反射回來，此部分光束作為參考光。參考光和檢測(cè)光在分光板13會(huì)合后，再經(jīng)過成像系統(tǒng)17，進(jìn)而在CXD (Charge-CoupledDevice,電荷稱合器件)18探測(cè)器上得到干涉條紋。通過PZT (piezoelectronics,壓電)移相器19對(duì)標(biāo)準(zhǔn)參考鏡16進(jìn)行微位移移相，即可實(shí)現(xiàn)待測(cè)球面的多步移相檢測(cè)。
[0006]但是，由于檢測(cè)光與參考光不共光路，對(duì)光路經(jīng)過的每一個(gè)光學(xué)元件的面形精度要求高，而且易受震動(dòng)等外界環(huán)境影響。
[0007]示例性的，如圖2所示，用于球面檢測(cè)的Fizeau干涉檢測(cè)系統(tǒng)，利用標(biāo)準(zhǔn)鏡上21的參考球面22(或平面)的反射波來獲得所需的參考波前。經(jīng)準(zhǔn)直透鏡23準(zhǔn)直后的輸出光束經(jīng)過一標(biāo)準(zhǔn)鏡21變成會(huì)聚光，其中部分光束由標(biāo)準(zhǔn)鏡21上的參考球面22反射回來，作為參考光；而經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)鏡21的透射光則由待測(cè)球面24反射回來，作為檢測(cè)光。反射回的參考光和檢測(cè)光經(jīng)分光板25反射后，再通過成像系統(tǒng)26在CXD探測(cè)器27上得到干涉圖。通過PZT移相器28對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鏡21進(jìn)行移相，即可實(shí)現(xiàn)待測(cè)球面的多步移相檢測(cè)。為了便于理解，如圖2所示，He-Ne激光器28，顯微物鏡29，空間濾波器210。
[0008]但是，由于采用機(jī)械移動(dòng)作為移相方法，因此精度仍不夠高，成本高，研制難度大。尤其對(duì)大口徑面形的測(cè)量，精密機(jī)械驅(qū)動(dòng)精度降低，測(cè)量精度也隨之降低。
[0009]可見，目前干涉儀多因?yàn)闄C(jī)械驅(qū)動(dòng)移相，移相步數(shù)少，通常存在達(dá)到高精度難度大，抗擾性差，獲取信息量小，高精度解算算法復(fù)雜等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，實(shí)現(xiàn)避免干涉儀存在運(yùn)動(dòng)件，提高測(cè)量精度和抗干擾性能。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]一種基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，包括光束調(diào)整單元、低頻差移相單元、光束合束單元、共光路干涉單元以及面陣探測(cè)器單元:
[0013]所述光束調(diào)整單元，用于將激光器的出射激光調(diào)整為功率相同的兩束激光；
[0014]所述低頻差移相單元，用于對(duì)所述光束調(diào)整單元得到的所述兩束激光的頻率進(jìn)行調(diào)整以得到所述兩束激光的輸出差頻為100赫茲以下的低差頻；
[0015]所述光束合束單元，用于將所述低頻差移相單元輸出的兩束激光進(jìn)行合束；
[0016]所述共光路干涉單元，用于將所述光束合束單元合束的激光分為共光路測(cè)量光和參考光以產(chǎn)生干涉；
[0017]所述面陣探測(cè)器單元，用于采集所述干涉。
[0018]由上述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，采用聲光移頻器外差干涉移相，有效避免干涉儀存在運(yùn)動(dòng)件，測(cè)量精度進(jìn)一步提高，抗干擾性好，采用共光路方案，進(jìn)一步提高抗干擾的能力，同時(shí)降低系統(tǒng)光路自身誤差的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0020]圖1為現(xiàn)有Twyman-Green型干涉檢測(cè)系統(tǒng)原理示意圖。
[0021]圖2為現(xiàn)有Fizeau干涉檢測(cè)系統(tǒng)原理示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀的構(gòu)成示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀的應(yīng)用示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀的采集信號(hào)不意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀的應(yīng)用示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)幾乎都采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)進(jìn)行移相，達(dá)到高精度難度大，抗擾性差，獲取信息量小，高精度解算算法復(fù)雜。
[0028]本發(fā)明為了解決上述問題，采用聲光移頻器外差干涉移相，有效避免干涉儀存在運(yùn)動(dòng)件，測(cè)量精度進(jìn)一步提高，抗干擾性好，且研制難度與成本可以降低。尤其對(duì)于大口徑面形的測(cè)量，相比機(jī)械驅(qū)動(dòng)同樣的優(yōu)勢(shì)更明顯。
[0029]如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀包括:
[0030]光束調(diào)整單元31、低頻差移相單元32、光束合束單元33、共光路干涉單元34以及面陣探測(cè)器單元35:
[0031]光束調(diào)整單元31，用于將激光器的出射激光調(diào)整為功率相同的兩束激光；
[0032]低頻差移相單元32，用于對(duì)光束調(diào)整單元得到的兩束激光的頻率進(jìn)行調(diào)整以得到兩束激光的輸出差頻為100赫茲以下的低差頻；
[0033]光束合束單元33，用于將低頻差移相單元輸出的兩束激光進(jìn)行合束；
[0034]共光路干涉單元34，用于將光束合束單元合束的激光分為共光路測(cè)量光和參考光以產(chǎn)生干涉；
[0035]面陣探測(cè)器單元35，用于采集干涉。
[0036]具體而言，光束調(diào)整單元可以包括:激光器、可調(diào)諧濾光片和第一分光鏡。
[0037]示例性的，激光器的出射激光可以為弱相干光，防止兩個(gè)頻率光前后分別反射的多組光束間相互干涉的干擾。
[0038]具體而言，低頻差移相單元可以包括:
[0039]第一聲光移頻器、第二聲光移頻器以及同源低頻差驅(qū)動(dòng)器；
[0040]第一聲光移頻器和第二聲光移頻器通過同源低頻差驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，輸出差頻為100赫茲以下的低差頻，且第一聲光移頻器用于調(diào)整兩束激光中的一束激光的頻率，第二聲光移頻器用于調(diào)整兩束激光中另一束激光的頻率。
[0041]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，兩個(gè)聲光移頻器的移頻量大小不同，因此輸出差頻為幾赫茲量級(jí)到幾十赫茲量級(jí)都可以，以便使用現(xiàn)有面陣探測(cè)器單元探測(cè)，赫茲數(shù)值可以是整數(shù)也可以為小數(shù)，不受限制。具體而言，光束合束單元可以包括:合束鏡和角反射鏡；
[0042]角反射鏡的位移方向平行于第二聲光移頻器輸出的激光方向，第一聲光移頻器輸出的激光與角反射鏡輸出的激光在合束鏡處合束。
[0043]具體而言，共光路干涉單元可以包括:空間濾波器、第一準(zhǔn)直鏡、參考透射平面鏡、第二分光鏡、第二準(zhǔn)直鏡，空間濾波器可以包括顯微物鏡和空間濾波針孔；
[0044]空間濾波器對(duì)合束后的激光進(jìn)行濾波，第一準(zhǔn)直鏡將濾波后的激光的直徑準(zhǔn)直為與待測(cè)表面尺寸相同，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)參考透射平面鏡返回光作為參考光，由參考透射平面鏡透射后再返回的光作為測(cè)量光，參考光與測(cè)量光同光路經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡逆向返回，經(jīng)第二分光鏡以及第二準(zhǔn)直鏡進(jìn)入面陣探測(cè)器。
[0045]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，準(zhǔn)直鏡將發(fā)散的光路進(jìn)行準(zhǔn)直或會(huì)聚到探測(cè)器大小，以便對(duì)完整的干涉條紋進(jìn)行探測(cè)。
[0046]作為一種可選方案，共光路干涉單元還可以包括:待測(cè)表面，待測(cè)表面為透射球面鏡表面時(shí)，共光路干涉單元還包括參考球面反射鏡，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)參考透射平面鏡透射進(jìn)入待測(cè)表面后透射到達(dá)參考球面反射鏡，再經(jīng)參考球面反射鏡返回；
[0047]或者，作為一種可選方案，共光路干涉單元還可以包括:待測(cè)表面，待測(cè)表面為反射球面鏡表面時(shí)，共光路干涉單元還包括參考球面透射鏡，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)參考透射平面鏡透射進(jìn)入?yún)⒖记蛎嫱干溏R后透射到達(dá)待測(cè)表面，再經(jīng)待測(cè)表面反射鏡返回。
[0048]參考球面透射鏡為標(biāo)準(zhǔn)透鏡。
[0049]或者，作為一種可選方案，共光路干涉單元還可以包括:待測(cè)表面，待測(cè)表面為反射平面鏡表面，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)參考透射平面鏡透射進(jìn)入待測(cè)表面后反射；
[0050]或者，作為一種可選方案，共光路干涉單元還可以包括:待測(cè)表面，待測(cè)表面為透射平面鏡表面時(shí)，參考透射平面鏡替換為待測(cè)表面，共光路干涉單元還包括:參考平面反射鏡，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)待測(cè)表面透射進(jìn)入?yún)⒖记蛎娣瓷溏R后反射。
[0051]可選的，共光路干涉單元還可以包括:第三分光鏡，傅立葉透鏡以及監(jiān)視相機(jī)作為監(jiān)視系統(tǒng)。
[0052]監(jiān)視系統(tǒng)為光路的分路，傅里葉透鏡對(duì)分路光聚焦，參考光和測(cè)量光若方向不同，在監(jiān)視相機(jī)上會(huì)聚為不同位置的點(diǎn)，可通過這個(gè)分離距離保持監(jiān)視測(cè)量光與參考光的夾角。
[0053]可選的，第一分光鏡、第二分光鏡和第二分光鏡為1:1分光鏡。
[0054]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，I:1分光鏡可以稱為半透半反棱鏡。
[0055]如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀光路原理:
[0056]激光器41采用弱相干光，相干長(zhǎng)度為數(shù)毫米到數(shù)十厘米，出射激光經(jīng)過可調(diào)諧濾光片42控制激光功率，再經(jīng)過分光鏡43平分為功率相等的兩束光，分別通過聲光移頻器441，442，聲光移頻器改變激光頻率，兩個(gè)移頻器的移頻量不同，差頻為幾赫茲或幾十赫茲量級(jí)的低差頻。其中一束光經(jīng)過一個(gè)沿光束方向可移動(dòng)的角反射鏡45，與另一束光在合束鏡46處合束。合成為一束的光束經(jīng)過顯微物鏡47與空間濾波針孔48組成的空間濾波器濾波，由準(zhǔn)直鏡49準(zhǔn)直為與待測(cè)件大小相當(dāng)?shù)拇止馐９馐?jīng)過參考透射平面鏡410，一部分光返回作為參考光，一部分光透過待測(cè)透鏡411后經(jīng)參考球面鏡412反射，再平行返回準(zhǔn)直鏡49作為測(cè)量光。參考光與測(cè)量光同光路經(jīng)準(zhǔn)直鏡49逆向返回，從分光鏡413處向下進(jìn)入面陣探測(cè)器414。光路中再分一路作為監(jiān)視系統(tǒng)，方便監(jiān)視整個(gè)干涉儀光路的調(diào)整，如參考光與測(cè)量光同光路經(jīng)準(zhǔn)直鏡49逆向返回，從分光鏡413處向下進(jìn)入分光鏡415，傅立葉透鏡416以及監(jiān)視相機(jī)417。
[0057]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，鑒于聲光移頻器441，442的位置，布置平面反射鏡419。聲光移頻器441，442由同源低頻差驅(qū)動(dòng)器443驅(qū)動(dòng)。
[0058]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，參考光與測(cè)量光同光路從分光鏡413處向下，可以經(jīng)準(zhǔn)直鏡418進(jìn)入面陣探測(cè)器414。
[0059]為了避免兩個(gè)頻率光前后分別反射光束間相互干涉引起干擾，所以采用的激光光源為弱相干光，根據(jù)待測(cè)件的焦距等參數(shù)，設(shè)定光源的相干長(zhǎng)度小于測(cè)量光與參考光的光程差，這樣其它光程差光束間不再干涉。用不同頻率的光分別作為參考光與測(cè)量光，其光程差由往返角反射鏡多走的光程來補(bǔ)償，移動(dòng)控制角反射鏡的位置即可控制不同頻率光的光程差滿足干涉條件。
[0060]設(shè)移頻后兩束光的頻率分別為▽1和V2，頻差V r V2為幾赫茲或幾十赫茲量級(jí)，面陣探測(cè)器采樣頻率只需滿足采樣定理即高于頻差的兩倍即可準(zhǔn)確探測(cè)外差的拍頻信號(hào)。由于頻差較小，常用的面陣相機(jī)就可以輕易滿足該采樣頻率要求。設(shè)兩束光的光強(qiáng)都為E，則面陣探測(cè)器上一點(diǎn)采集的隨時(shí)間t變化的干涉信號(hào)S(t)表示為:
[0061 ] S(I) = 2Ε + 2Ε^[2π{ν{-v2)t + 2x l7TV^L + R\^



C
[0062]其中L為測(cè)量光束往返待測(cè)表面時(shí)相對(duì)于參考光多走的光程，R為待測(cè)面粗糙的起伏量，c為光速。面陣探測(cè)器的一點(diǎn)對(duì)應(yīng)待測(cè)面上的一個(gè)點(diǎn)，相機(jī)連續(xù)采集一組面陣照片，即為一組數(shù)據(jù)立方，對(duì)應(yīng)相同每一點(diǎn)的值抽取出來為一余弦周期信號(hào)，即為S(t)的形式，如圖5所示。由信號(hào)形式可以看出，不同點(diǎn)由于粗糙起伏的R值不同，造成探測(cè)器上對(duì)應(yīng)點(diǎn)探測(cè)的信號(hào)相位不同。利用傅里葉分析或其它數(shù)據(jù)處理方法可解算出每點(diǎn)信號(hào)的相位，即可獲得待測(cè)表面的起伏量。分別計(jì)算每相鄰點(diǎn)的R值之差就可復(fù)原出待測(cè)面的面型。
[0063]本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，若測(cè)量反射球面鏡則光路圖與圖4相同，只要將圖4的待測(cè)透鏡換為標(biāo)準(zhǔn)透鏡，而最后的參考球面反射鏡換為待測(cè)球面反射鏡即可。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀可以對(duì)光學(xué)反射平面面形進(jìn)行測(cè)量。若要對(duì)平面反射鏡進(jìn)行測(cè)量，可將干涉儀光路改為圖6形式，透過參考平面的光直接照射待測(cè)平面鏡61返回即可。若要測(cè)量透射平面鏡，光路與圖6表現(xiàn)形式相同，只是光路先經(jīng)過待測(cè)透射平面鏡，最后為標(biāo)準(zhǔn)反射平面鏡即可。
[0065]通過以上描述，本發(fā)明實(shí)施例基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀:
[0066]用低頻差聲光移頻器進(jìn)行移相代替機(jī)械相移，兩路光聲光移頻產(chǎn)生連續(xù)的精確的外差干涉信號(hào)，解決機(jī)械移動(dòng)誤差大的問題；且獲得的移相步數(shù)多，探測(cè)信息量大，可進(jìn)一步提高測(cè)量精度。
[0067]在采用聲光外差干涉的同時(shí)，又采用改進(jìn)的共光路方案，進(jìn)一步提高抗干擾的能力，同時(shí)降低系統(tǒng)光路自身誤差的影響。
[0068]以上，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，包括光束調(diào)整單元、低頻差移相單元、光束合束單元、共光路干涉單元以及面陣探測(cè)器單元: 所述光束調(diào)整單元，用于將激光器的出射激光調(diào)整為功率相同的兩束激光； 所述低頻差移相單元，用于對(duì)所述光束調(diào)整單元得到的所述兩束激光的頻率進(jìn)行調(diào)整以得到所述兩束激光的輸出差頻為100赫茲以下的低差頻； 所述光束合束單元，用于將所述低頻差移相單元輸出的兩束激光進(jìn)行合束； 所述共光路干涉單元，用于將所述光束合束單元合束的激光分為共光路測(cè)量光和參考光以產(chǎn)生干涉； 所述面陣探測(cè)器單元，用于采集所述干涉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，所述光束調(diào)整單元包括:激光器、可調(diào)諧濾光片和第一分光鏡； 所述激光器的出射激光為弱相干光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，所述低頻差移相單元包括: 第一聲光移頻器、第二聲光移頻器以及同源低頻差驅(qū)動(dòng)器； 所述第一聲光移頻器和所述第二聲光移頻器通過所述同源低頻差驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，輸出差頻為100赫茲以下的低差頻，且所述第一聲光移頻器用于調(diào)整所述兩束激光中的一束激光的頻率，所述第二聲光移頻器用于調(diào)整所述兩束激光中另一束激光的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，所述光束合束單元包括:合束鏡和角反射鏡； 所述角反射鏡的位移方向平行于所述第二聲光移頻器輸出的激光方向，所述第一聲光移頻器輸出的激光與所述角反射鏡輸出的激光在所述合束鏡處合束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，所述共光路干涉單元包括:空間濾波器、第一準(zhǔn)直鏡、參考透射平面鏡、第二分光鏡、第二準(zhǔn)直鏡，所述空間濾波器包括顯微物鏡和空間濾波針孔； 所述空間濾波器對(duì)合束后的激光進(jìn)行濾波，所述第一準(zhǔn)直鏡將濾波后的激光的直徑準(zhǔn)直為與待測(cè)表面尺寸相同，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)所述參考透射平面鏡返回光作為參考光，由所述參考透射平面鏡透射后再返回的光作為測(cè)量光，所述參考光與所述測(cè)量光同光路經(jīng)所述第一準(zhǔn)直鏡逆向返回，經(jīng)所述第二分光鏡以及所述第二準(zhǔn)直鏡進(jìn)入所述面陣探測(cè)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，所述共光路干涉單元還包括:待測(cè)表面，所述待測(cè)表面為透射球面鏡表面時(shí)，所述共光路干涉單元還包括參考球面反射鏡，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)所述參考透射平面鏡透射進(jìn)入所述待測(cè)表面后透射到達(dá)所述參考球面反射鏡，再經(jīng)所述參考球面反射鏡返回； 或者，所述共光路干涉單元還包括:待測(cè)表面，所述待測(cè)表面為反射球面鏡表面時(shí)，所述共光路干涉單元還包括參考球面透射鏡，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)所述參考透射平面鏡透射進(jìn)入所述參考球面透射鏡后透射到達(dá)所述待測(cè)表面，再經(jīng)所述待測(cè)表面反射鏡返回。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，所述共光路干涉單元還包括:待測(cè)表面，所述待測(cè)表面為反射平面鏡表面，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)所述參考透射平面鏡透射進(jìn)入所述待測(cè)表面后反射； 或者，所述共光路干涉單元還包括:待測(cè)表面，所述待測(cè)表面為透射平面鏡表面時(shí)，所述參考透射平面鏡替換為所述待測(cè)表面，所述共光路干涉單元還包括:參考平面反射鏡，準(zhǔn)直后的激光經(jīng)所述待測(cè)表面透射進(jìn)入所述參考球面反射鏡后反射。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6的基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，所述共光路干涉單元還包括:第三分光鏡，傅立葉透鏡以及監(jiān)視相機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的基于低頻差聲光移頻器移相的共光路外差干涉儀，其特征在于，所述第一分光鏡、所述第二分光鏡和所述第二分光鏡為1:1分光鏡。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK104296677SQ201410515887
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】張文喜, 李楊, 周志盛, 伍洲, 孔新新, 呂笑宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電研究院