一種干涉儀激光波長的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學(xué)干設(shè)測量技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種干設(shè)儀激光波長的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代光學(xué)檢測領(lǐng)域中，各種激光干設(shè)儀(如，菲索型干設(shè)儀、泰曼-格林干設(shè)儀、邁 克爾遜干設(shè)儀等)得到廣泛應(yīng)用，激光干設(shè)儀成為光學(xué)檢測領(lǐng)域的核屯、設(shè)備之一，是獲得高 精度光學(xué)檢測結(jié)果的重要保障。激光波長是干設(shè)儀對檢測結(jié)果進(jìn)行度量的基準(zhǔn)，因此精確 測量激光波長是獲得高精度檢測結(jié)果的重要前提?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常利用基于光譜儀原理 的激光波長計測量干設(shè)儀激光波長，激光波長計雖然測量精度高，技術(shù)成熟，但是制造成本 高昂，不易于廣泛推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種干設(shè)儀激光波長的測量方 法，該方法提出利用多光束干設(shè)原理和高反射率標(biāo)準(zhǔn)具實現(xiàn)干設(shè)儀激光波長測量。
[0004] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種干設(shè)儀激光波長的測量方法，該方法包括如下步驟：
[0006] 步驟一:制作出一個上下表面平行，表面反射率大于90 %的標(biāo)準(zhǔn)具;構(gòu)建干設(shè)儀激 光波長測量裝置，包括干設(shè)儀、透射平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、角錐棱鏡、高反射率標(biāo)準(zhǔn)具和激光功率 計;將標(biāo)準(zhǔn)鏡頭安裝在干設(shè)儀上，利用角錐棱鏡反射干設(shè)儀透射波前使波前自準(zhǔn)直返回，調(diào) 整標(biāo)準(zhǔn)鏡頭傾斜使干設(shè)條紋接近零條紋，此時標(biāo)準(zhǔn)鏡頭參考面法線與透射波前平行；
[0007] 步驟二:取走角錐棱鏡，將高反射率標(biāo)準(zhǔn)具安裝在干設(shè)儀光路中，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)具傾斜 使干設(shè)條紋為零條紋，將激光功率計安裝于標(biāo)準(zhǔn)具后方測量透射激光功率；
[000引步驟Ξ:緩慢旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)具，記錄相鄰兩個透射激光功率達(dá)到峰值時的標(biāo)準(zhǔn)具旋轉(zhuǎn) 角度θι?和Θι2,測量標(biāo)準(zhǔn)具的物理厚度d，和在干設(shè)儀激光波長下的折射率η;透射光功率與 入射光角度的函數(shù)關(guān)系滿足下述關(guān)系：
[0009]
[0010] 其中，Ρο是激光入射光功率，r是標(biāo)準(zhǔn)具單面反射率，λ是入射激光波長，θτ是激光折 射角，通過干設(shè)儀激光波長公式：
[0011] A^ = 2nh{cos[arcsin(sin9ii/n)]-cos[arcsin(sin9i2/n)]}
[0012] 即可計算得到干設(shè)儀激光波長，實現(xiàn)一種干設(shè)儀激光波長的測量方法。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出一種利用多光束干設(shè)原理和高反射率標(biāo)準(zhǔn)具實 現(xiàn)干設(shè)儀激光波長快速簡易測量的方法。根據(jù)多光束干設(shè)原理，當(dāng)干設(shè)儀激光入射至高反 射率標(biāo)準(zhǔn)具時，僅在某些特定的入射角度下激光透射功率較高，而在大多數(shù)入射角度下激 光透射功率都接近零。在精確測量標(biāo)準(zhǔn)具的物理厚度和折射率后，可W根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)具透射光 功率達(dá)到極大值時的兩個相鄰入射角方便地確定干設(shè)儀激光波長。該方法的有益效果是干 設(shè)儀激光波長測量過程簡單易用，設(shè)及到的核屯、光學(xué)元件僅為一塊高反射率標(biāo)準(zhǔn)具，制造 成本較低。
【附圖說明】
[0014] 圖1為高反射率標(biāo)準(zhǔn)具與多光束干設(shè)原理示意圖；
[0015] 圖2干設(shè)儀激光波長測量方法示意；
[0016] 圖3高反射率標(biāo)準(zhǔn)具的激光透射率與激光入射角的函數(shù)關(guān)系示意圖；
[0017] 圖中：1、干設(shè)儀，2、透射平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，3、角錐棱鏡，4、高反射率標(biāo)準(zhǔn)具，5、激光功 率計。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019] -種干設(shè)儀激光波長的測量方法，該方法包括如下步驟：
[0020] 步驟一：如圖1所示，將光學(xué)玻璃加工為兩表面平行的光學(xué)平晶，在兩表面鍛制幾 十納米厚的反射率大于90%的金屬膜，此時就制作出一個高反射率標(biāo)準(zhǔn)具4。構(gòu)建干設(shè)儀激 光波長測量裝置，如圖2所示，包括干設(shè)儀1、透射平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭2、角錐棱鏡3、高反射率標(biāo)準(zhǔn) 具4和激光功率計5。將標(biāo)準(zhǔn)鏡頭2安裝在干設(shè)儀上，利用角錐棱鏡3反射干設(shè)儀透射波前使 波前自準(zhǔn)直返回，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)鏡頭2傾斜使干設(shè)條紋盡量接近零條紋，此時標(biāo)準(zhǔn)鏡頭2參考面 法線與透射波前平行；
[0021 ]步驟二:取走角錐棱鏡3，將高反射率標(biāo)準(zhǔn)具4安裝在干設(shè)儀光路中，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)具傾 斜使干設(shè)條紋為零條紋，將激光功率計5安裝于標(biāo)準(zhǔn)具4后方測量透射激光功率；
[0022] 步驟緩慢旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)具4,記錄相鄰兩個透射激光功率達(dá)到峰值時的標(biāo)準(zhǔn)具4旋 轉(zhuǎn)角度θι?和Θι2。精確測量標(biāo)準(zhǔn)具的物理厚度d，及其在干設(shè)儀激光波長下的折射率η。如圖3 所示，根據(jù)多光束干設(shè)原理，當(dāng)干設(shè)儀激光入射至高反射率標(biāo)準(zhǔn)具時，僅在某些特定的入射 角度下激光透射功率較高，而在大多數(shù)入射角度下激光透射功率都接近零。透射光功率與 入射光角度的函數(shù)關(guān)系具有周期性變化規(guī)律，滿足下述關(guān)系：
[0023]
[0024] 其中，Ρο是激光入射光功率，r是標(biāo)準(zhǔn)具單面反射率，λ是入射激光波長，θτ是激光折 射角。令，0il和0i2是使透射光功率達(dá)到極大值的兩個相鄰入射角，則干設(shè)儀激光波長可由 下式表述：
[0025] A^ = 2nh{cos[arcsin(sin9ii/n)]-cos[arcsin(sin9i2/n)]}
[0026] Θii和Θi2可W根據(jù)對應(yīng)透射光功率達(dá)到極值時的入射角確定，此時，干設(shè)儀激光波 長可由W上公式計算得到。
【主權(quán)項】
1. 一種干涉儀激光波長的測量方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 步驟一：制作出一個上下表面平行，表面反射率大于90 %的標(biāo)準(zhǔn)具;構(gòu)建干涉儀激光波 長測量裝置，包括干涉儀、透射平面標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、角錐棱鏡、高反射率標(biāo)準(zhǔn)具和激光功率計;將 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭安裝在干涉儀上，利用角錐棱鏡反射干涉儀透射波前使波前自準(zhǔn)直返回，調(diào)整標(biāo) 準(zhǔn)鏡頭傾斜使干涉條紋接近零條紋，此時標(biāo)準(zhǔn)鏡頭參考面法線與透射波前平行； 步驟二:取走角錐棱鏡，將高反射率標(biāo)準(zhǔn)具安裝在干涉儀光路中，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)具傾斜使干 涉條紋為零條紋，將激光功率計安裝于標(biāo)準(zhǔn)具后方測量透射激光功率； 步驟三:緩慢旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)具，記錄相鄰兩個透射激光功率達(dá)到峰值時的標(biāo)準(zhǔn)具旋轉(zhuǎn)角度 θη和θι2，測量標(biāo)準(zhǔn)具的物理厚度d，和在干涉儀激光波長下的折射率η;透射光功率與入射 光角度的函數(shù)關(guān)系滿足下述關(guān)系：其中，Ρο是激光入射光功率，r是標(biāo)準(zhǔn)具單面反射率，λ是入射激光波長，0r是激光折射 角，通過干涉儀激光波長公式： 入=2nh{ cos [arcsin (sinQii/n) ]-cos [arcs in(sinQi2/n) ]} 即可計算得到干涉儀激光波長，實現(xiàn)一種干涉儀激光波長的測量方法。
【專利摘要】一種干涉儀激光波長的測量方法屬于光學(xué)干涉測量技術(shù)領(lǐng)域，該方法提出一種利用多光束干涉原理和高反射率標(biāo)準(zhǔn)具實現(xiàn)干涉儀激光波長快速簡易測量的方法。根據(jù)多光束干涉原理，當(dāng)干涉儀激光入射至高反射率標(biāo)準(zhǔn)具時，僅在某些特定的入射角度下激光透射功率較高，而在大多數(shù)入射角度下激光透射功率都接近零。在精確測量標(biāo)準(zhǔn)具的物理厚度和折射率后，可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)具透射光功率達(dá)到極大值時的兩個相鄰入射角方便地確定干涉儀激光波長。該方法的有益效果是干涉儀激光波長測量過程簡單易用，涉及到的核心光學(xué)元件僅為一塊高反射率標(biāo)準(zhǔn)具，制造成本較低。
【IPC分類】G01J9/02
【公開號】CN105444895
【申請?zhí)枴緾N201510962226
【發(fā)明人】苗亮, 張文龍, 劉鈺, 馬冬梅, 金春水
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月21日