基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)相干層析成像(OCT，Optical Coherence Tomography)領(lǐng)域，特別涉及一種基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，基于寬譜光源特性的光學(xué)干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù)在高精度測(cè)量中已得到了廣泛的應(yīng)用，其中，用于位置或者位移量或者其它可以轉(zhuǎn)化為位移量的高精度測(cè)量已成為尤其熱門(mén)的研究課題。
[0003]現(xiàn)有的位移測(cè)量系統(tǒng)通常是利用光纖耦合器對(duì)光源發(fā)出的相干光進(jìn)行分束，分束后的光信號(hào)分別被引入?yún)⒖急邸悠繁壑幸韵鄳?yīng)的返回參考光與樣品光，再對(duì)參考光與樣品光進(jìn)行干涉所形成的干涉信號(hào)加以解調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品位移的測(cè)量。然而，該類(lèi)型的位移測(cè)量系統(tǒng)尚存在以下問(wèn)題:(1)、由于參考臂與樣品臂通常產(chǎn)生于兩個(gè)回路中，導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，成本難以降低；(2)、增加額外的透鏡回路用于提高測(cè)量精度，進(jìn)一步地導(dǎo)致了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，并且測(cè)試效率也無(wú)法提高；(3)、樣品的基準(zhǔn)面與被測(cè)面之間的距離通常被設(shè)置在納米范圍內(nèi)，難以被精確地調(diào)節(jié)，進(jìn)一步地導(dǎo)致了系統(tǒng)的測(cè)試效率無(wú)法提高。
[0004]針對(duì)以上幾種問(wèn)題，現(xiàn)有的位移測(cè)量系統(tǒng)還有待進(jìn)一步改進(jìn)，以更好地投入市場(chǎng)應(yīng)用中。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的位移測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜、測(cè)試效率較低的問(wèn)題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)，包括:用于發(fā)出相干光的光源、用于將該相干光分束為第一、第二光信號(hào)的光纖親合器、用于根據(jù)分束后的第一光信號(hào)返回參考光的參考臂、用于根據(jù)分束后的第一光信號(hào)返回干涉光的樣品臂、以及用于對(duì)該參考光與干涉光所形成的干涉信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到光譜信息的光譜解調(diào)器，其中，所述參考臂與樣品臂共路形成一光干涉通路。
[0008]優(yōu)選地，所述光干涉通路與樣品之間的距離小于1mm。
[0009]優(yōu)選地，所述光干涉通路包括一第一透鏡及一分光鏡，其中，該第一透鏡將所述光信號(hào)輸入至該分光鏡分光后，所述光信號(hào)的一部分經(jīng)該分光鏡直接反射返回形成所述參考光，所述光信號(hào)的另一部分經(jīng)該分光鏡透射至樣品后返回形成所述干涉光。
[0010]優(yōu)選地，所述分光鏡與樣品之間的距離為0.8mm。
[0011]優(yōu)選地，所述分光鏡的厚度2mm - 5mm。
[0012]優(yōu)選地，所述分光鏡透射與反射的比例無(wú)限制。
[0013]優(yōu)選地，所述光源為寬譜光源，該寬譜光源的中心波長(zhǎng)為810nm - 850nm。
[0014]優(yōu)選地，所述寬譜光源的中心波長(zhǎng)為830納米。
[0015]優(yōu)選地，所述光譜解調(diào)器包括依次設(shè)置的第二透鏡、光柵、第三透鏡及電子耦合組件，其中，所述干涉信號(hào)由該第二透鏡輸入，所述光譜信息由該電子耦合組件輸出。
[0016]優(yōu)選地，所述基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量樣品位移的系統(tǒng)還包括:與所述光譜解調(diào)器相連的計(jì)算機(jī)，用于對(duì)所述光譜解調(diào)器輸出的光譜信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0017]由以上本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018]通過(guò)令參考臂與樣品臂共路于一光干涉通路中，使得光纖耦合器僅需要將分束后的第一光信號(hào)輸入至光干涉通路中即可以分別返回參考光與干涉光，再對(duì)該參考光與干涉光所形成的干涉信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，利用解調(diào)所得的光譜信息來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品位移的測(cè)量，使得本實(shí)用新型的基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)不僅可以保證測(cè)量精度達(dá)到納米級(jí)，而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、測(cè)量效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型各實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本實(shí)用新型各實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為一實(shí)施例的基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖2為另一實(shí)施例的基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖3為一實(shí)施例的基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量方法的流程圖。
[0023]圖4為一實(shí)施例的基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)的光譜解調(diào)器解調(diào)得到的光譜信息所對(duì)應(yīng)的波形圖。
[0024]圖5為圖4中波形經(jīng)傅里葉變換后得到的頻率——幅值圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，并使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施例中的技術(shù)方案予以進(jìn)一步地詳盡說(shuō)明。
[0026]請(qǐng)參閱圖1，在一實(shí)施例中，一種基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)1包括:用于發(fā)出相干光的光源10、用于將該相干光分束為第一、第二光信號(hào)的光纖親合器11、用于根據(jù)分束后的第一光信號(hào)返回參考光的參考臂、用于根據(jù)分束后的第一光信號(hào)返回干涉光的樣品臂、以及用于對(duì)該參考光與干涉光所形成的干涉信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到光譜信息的光譜解調(diào)器13。其中，該參考臂與樣品臂共路形成一光干涉通路12。
[0027]進(jìn)一步地，該光干涉通路12與樣品15之間的距離小于1mm。
[0028]本實(shí)施例中，通過(guò)令參考臂與樣品臂共路形成一光干涉通路12，使得光纖耦合器11僅需要將分束后的第一光信號(hào)輸入至光干涉通路12中即可以分別返回參考光與干涉光，不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)成本，提高了測(cè)試效率，而且利用光譜解調(diào)器13對(duì)該參考光與干涉光所形成的干涉信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，使得不必增加額外的透鏡回路仍然可以保證對(duì)樣品位移的測(cè)量精確度達(dá)到納米級(jí)。
[0029]此外，本實(shí)施例中，光干涉通路12與樣品15之間的距離只需要設(shè)置在1mm范圍內(nèi)即可完成對(duì)樣品位移的測(cè)量，提高了調(diào)節(jié)精度，進(jìn)而進(jìn)一步地提高了測(cè)試效率。
[0030]請(qǐng)參閱圖2，在一實(shí)施例中光干涉通路12包括一第一透鏡121及一分光鏡122。該第一透鏡121將光纖耦合器11輸出的第一光信號(hào)(如圖2所示的實(shí)線(xiàn)部分)輸入至該分光鏡122分光后，該光信號(hào)的一部分經(jīng)該分光鏡122直接反射返回形成參考光，如圖2所不的虛線(xiàn)部分，該光信號(hào)的另一部分經(jīng)該分光鏡122透射至樣品15后返回形成干涉光，如圖2所示的點(diǎn)劃線(xiàn)部分。本實(shí)施例中，一種基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)1的其余結(jié)構(gòu)與圖1中一致，在此不再—贅述。
[0031]本實(shí)施例中，分光鏡122與樣品15之間的距離小于1mm，且分光鏡122的厚度為2_-5_，使得形成參考光的參考臂所產(chǎn)生的光干涉現(xiàn)象可以被削弱地忽略不計(jì)，而形成干涉光的樣品臂所產(chǎn)生的光干涉現(xiàn)象得以保留，進(jìn)而再通過(guò)對(duì)該參考光與干涉光進(jìn)行干涉形成干涉信號(hào)，對(duì)該干涉信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)了基于寬譜光源干涉原理的樣品位移測(cè)量系統(tǒng)1利用光譜解調(diào)器13解調(diào)所得到的光譜信息完成對(duì)樣品位移的測(cè)量。
[0032]需要說(shuō)明的是，分光鏡122可以是自定義的半透半反射鏡，其可以是立方體型的，也可以是平面型的，其投射與反射的比例可以是任意的無(wú)限制的。
[0033]進(jìn)一步地，請(qǐng)一并參閱圖1至圖2，在一實(shí)施例中，光源10為寬譜光源，該寬譜光源的中心波長(zhǎng)的范圍在810nm - 850nm之間。通過(guò)該光源10發(fā)出相干光并輸出至光纖親合器
11。本實(shí)