一種Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學測試領域，具體涉及一種Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統及方法。
【背景技術】
[0002]由于兩臂角度誤差直接影響Sagnac干涉儀干涉條紋間距，從而影響干涉光譜儀的光譜分辨率。測量角度誤差可以在干涉儀裝調過程中控制裝調誤差，也可以在最后光譜數據處理中加以修正此誤差。
[0003]目前采用Sagnac干涉儀兩臂角度之間要求的角度為45°，但是由于加工時的誤差，45°的角度值在加工過程中很難保證，因此會影響干涉儀的使用；
[0004]現有的測量Sagnac干涉儀兩臂角度誤差的系統是:
[0005]使用兩臺經瑋儀相互瞄準呈90°設置，其中第一經瑋儀用于發射目標光束，第二經瑋儀用于接收目標光束；在測量時，第一經瑋儀的出射目標光束經Sagnac干涉儀反射后被第二經瑋儀接收，此時，若第二經瑋儀讀出的角度值為0°，則證明Sagnac干涉儀兩臂角度誤差值為O;若第二經瑋儀讀出的角度值為δ°，由于第一經瑋儀的出射光與第二經瑋儀的入射光之間的夾角為Sagnac干涉儀兩臂角度的兩倍，則Sagnac干涉儀兩臂角度的誤差值為δ /2°。
[0006]但是上述方法引入了兩個經瑋儀瞄準建立90°時會出現誤差，測量時會把兩個經瑋儀瞄準建立90°度時產生的誤差帶入最終的測量中，測量的精準度不高。
【發明內容】
[0007]為了解決【背景技術】中的問題，本發明提供了一種測量精度高、結構簡單、易于實現的Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統及方法。
[0008]本發明的具體技術方案是:
[0009]一種Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統，其特征在于:包括第一經瑋儀、第二經瑋儀、旋轉平臺以及自準直測角光管；
[0010]所述第一經瑋儀發出的目標光束入射至Sagnac干涉儀經Sagnac干涉儀兩臂反射后出射至第二經瑋儀的像面上；
[0011]所述自準直測角光管面向第二經瑋儀設置，使得進入第二經瑋儀的目標光束能夠成像在自準直測角光管的像面上；
[0012]所述旋轉平臺的旋轉軸心位于第一經瑋儀光軸與Sagnac干涉儀中分光面的交點上。
[0013]根據上述Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統，現提出一種Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0014]I)獲取目標光束的第一位置；
[0015]1.1)將Sagnac干涉儀安裝在旋轉平臺上；
[0016]1.2)打開第一經瑋儀、第二經瑋儀以及自準直測角光管，第一經瑋儀發出目標光束，目標光束經Sagnac干涉儀兩臂反射后被第二經瑋儀接收；
[0017]1.2)拆下Sagnac干涉儀，第二經瑋儀接收的目標光束的成像在自準直測角光管的像面上，獲得目標光束的第一位置；
[0018]2)獲取目標光束的第二位置；
[0019]2.1)再次將待測Sagnac干涉儀安裝在旋轉臺上，將Sagnac干涉儀按照步驟1.1)安裝在位置旋轉90° ;
[0020]2.2)第一經瑋儀發出目標光束，目標光束經Sagnac干涉儀兩臂反射后被自準直測角光管接收，獲取目標光束的第二位置；
[0021]3)根據目標光束在自準直測角光管上的第一位置和第二位置的距離計算Sagnac干涉儀兩臂角度誤差，具體關系式是:
[0022]δ = (1/2) arctg ( Θ /2f)
[0023]設:δ為Sagnac干涉儀兩臂角度誤差，Θ為目標光束在自準直測角光管上第一位置和第二位置之間的距離；f為自準直測角光管焦距。
[0024]上述測量系統中的自準直測角光管由經瑋儀代替。
[0025]本發明的優點在于:
[0026]1、本發明通過兩次獲取目標光束的位置，通過兩次位置的差值確定Sagnac干涉儀兩臂角度誤差，有效避免了現有技術兩臺經瑋儀放置瞄準時出現的誤差，并且將兩臂角度誤差值放大了 4倍，提高了測量的精準度。
[0027]2、本發明只在原有測量系統的基礎上，多增加了一臺經瑋儀或者自準直測角光管，結構簡單，易于實現。
[0028]3、本發明采用了旋轉平臺使得Sagnac干涉儀的旋轉角度易于控制，保證了系統進行測量時的穩定性。
【附圖說明】
[0029]圖1為現有測量系統的結構示意圖；
[0030]圖2和圖3為本發明的測量系統的結構示意圖；
[0031]圖4為自準直測角光管靶面中心與目標光束第一位置、第二位置的成像示意圖。
[0032]1-第一經瑋儀、2-第二經瑋儀、3-Sagnac干涉儀、4-自準直測角光管。
【具體實施方式】
[0033]為了克服現有技術對Sagnac干涉儀的兩臂角度誤差測量時出現的測量精度不高的問題，本發明提出了一種Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統及方法。
[0034]下面結合附圖1和附圖2對本發明的系統進行描述:
[0035]該測量系統包括第一經瑋儀1、第二經瑋儀2以及自準直測角光管4 ;
[0036]第一經瑋儀發出的目標光束入射至Sagnac干涉儀經Sagnac干涉儀兩臂反射后出射至第二經瑋儀的像面上；
[0037]自準直測角光管面向第二經瑋儀設置，使得進入第二經瑋儀的目標光束能夠成像在自準直測角光管的像面上；
[0038]旋轉平臺的旋轉軸心位于第一經瑋儀光軸與Sagnac干涉儀中分光面的交點上。
[0039]采用上述系統，第一經瑋儀和第二經瑋儀的放置位置不需要十分精確，(本案為90° )，只需要第二經瑋儀能夠將目標光束接收到像面上即可，避免了測量誤差。
[0040]特別需要說明的是:該測量系統中自準直測角光管4可以用用于光束成像的儀器進行代替，例如:經瑋儀。
[0041]根據上述系統，現將利用該系統的方法進行描述:
[0042]步驟I)獲取目標光束的第一位置；
[0043]步驟1.1)將Sagnac干涉儀安裝在旋轉平臺上；
[0044]步驟1.2)打開第一經瑋儀、第二經瑋儀以及自準直測角光管，第一經瑋儀發出目標光束，目標光束經Sagnac干涉儀兩臂反射后被第二經瑋儀接收；
[0045]步驟1.3)拆下Sagnac干涉儀，第二經瑋儀接收的目標光束的成像在自準直測角光管的像面上，獲得目標光束的第一位置；
[0046]步驟2)獲取目標光束的第二位置；
[0047]步驟2.1)再次將待測Sagnac干涉儀安裝在旋轉臺上，將Sagnac干涉儀按照步驟1.1)安裝在位置旋轉90° ;
[0048]步驟2.2)第一經瑋儀發出目標光束，目標光束經Sagnac干涉儀兩臂反射后被自準直測角光管接收，獲取目標光束的第二位置；
[0049]步驟3)根據目標光束在自準直測角光管上的第一位置和第二位置的距離計算Sagnac干涉儀兩臂角度誤差，具體關系式是:
[0050]δ = (1/2) arctg ( Θ /2f)
[0051]設:δ為Sagnac干涉儀兩臂角度誤差，Θ為目標光束在自準直測角光管上第一位置和第二位置之間的距離；f為自準直測角光管焦距。
[0052]其中，需要說明的是:完成上述方法的步驟2)時，Sagnac干涉儀旋轉90°可以通過操作人員手工完成。
【主權項】
1.一種Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統，其特征在于:包括第一經瑋儀、第二經瑋儀、旋轉平臺以及自準直測角光管； 所述第一經瑋儀發出的目標光束入射至Sagnac干涉儀經Sagnac干涉儀兩臂反射后出射至第二經瑋儀的像面上； 所述自準直測角光管面向第二經瑋儀設置，使得進入第二經瑋儀的目標光束能夠成像在自準直測角光管的像面上； 所述旋轉平臺的旋轉軸心位于第一經瑋儀光軸與Sagnac干涉儀中分光面的交點上。
2.根據權利要求1所述的Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統的測量方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)獲取目標光束的第一位置； 1.1)將Sagnac干涉儀安裝在旋轉平臺上； 1.2)打開第一經瑋儀、第二經瑋儀以及自準直測角光管，第一經瑋儀發出目標光束，目標光束經Sagnac干涉儀兩臂反射后被第二經瑋儀接收； 1.2)拆下Sagnac干涉儀，第二經瑋儀接收的目標光束的成像在自準直測角光管的像面上，獲得目標光束的第一位置； 2)獲取目標光束的第二位置； 2.1)再次將待測Sagnac干涉儀安裝在旋轉臺上，將Sagnac干涉儀按照步驟1.1)安裝在位置旋轉90° ; 2.2)第一經瑋儀發出目標光束，目標光束經Sagnac干涉儀兩臂反射后被自準直測角光管接收，獲取目標光束的第二位置； 3)根據目標光束在自準直測角光管上的第一位置和第二位置的距離計算Sagnac干涉儀兩臂角度誤差，具體關系式是:δ = (1/2)arctg(Θ/2f) 設:δ為Sagnac干涉儀兩臂角度誤差，Θ為目標光束在自準直測角光管上第一位置和第二位置之間的距離；f為自準直測角光管焦距。
3.根據權利要求1所述的Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統，其特征在于:所述測量系統中的自準直測角光管由經瑋儀代替。
【專利摘要】本發明屬于光學測試領域，具體涉及一種Sagnac干涉儀兩臂角度誤差測量系統及方法。該系統包括第一經緯儀、第二經緯儀、旋轉平臺以及自準直測角光管；具體的測量方法是：1)獲取目標光束的第一位置；2)獲取目標光束的第二位置；3)根據目標光束在自準直測角光管上的第一位置和第二位置的距離計算Sagnac干涉儀兩臂角度誤差；通過使用本發明的系統和方法大大提高了Sagnac干涉儀兩臂角度誤差的測量精度，并且系統結構簡單，方法易于實現。
【IPC分類】G01M11-00
【公開號】CN104568382
【申請號】CN201410804799
【發明人】丑小全, 焦巧利, 李華
【申請人】中國科學院西安光學精密機械研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月20日