一種干涉儀激光波長的測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光學干設測量技術領域，設及一種干設儀激光波長的測量方法。
【背景技術】
[0002] 現代光學檢測領域中，各種激光干設儀(如，菲索型干設儀、泰曼-格林干設儀、邁 克爾遜干設儀等)得到廣泛應用，激光干設儀成為光學檢測領域的核屯、設備之一，是獲得高 精度光學檢測結果的重要保障。激光波長是干設儀對檢測結果進行度量的基準，因此精確 測量激光波長是獲得高精度檢測結果的重要前提。現有技術中，通常利用基于光譜儀原理 的激光波長計測量干設儀激光波長，激光波長計雖然測量精度高，技術成熟，但是制造成本 高昂，不易于廣泛推廣使用。
【發明內容】
[0003] 為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種干設儀激光波長的測量方 法，該方法提出利用多光束干設原理和高反射率標準具實現干設儀激光波長測量。
[0004] 本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：
[0005] -種干設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 %的標準具;構建干設儀激 光波長測量裝置，包括干設儀、透射平面標準鏡頭、角錐棱鏡、高反射率標準具和激光功率 計;將標準鏡頭安裝在干設儀上，利用角錐棱鏡反射干設儀透射波前使波前自準直返回，調 整標準鏡頭傾斜使干設條紋接近零條紋，此時標準鏡頭參考面法線與透射波前平行；
[0007] 步驟二:取走角錐棱鏡，將高反射率標準具安裝在干設儀光路中，調整標準具傾斜 使干設條紋為零條紋，將激光功率計安裝于標準具后方測量透射激光功率；
[000引步驟Ξ:緩慢旋轉標準具，記錄相鄰兩個透射激光功率達到峰值時的標準具旋轉 角度θι?和Θι2,測量標準具的物理厚度d，和在干設儀激光波長下的折射率η;透射光功率與 入射光角度的函數關系滿足下述關系：
[0009]
[0010] 其中，Ρο是激光入射光功率，r是標準具單面反射率，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] 即可計算得到干設儀激光波長，實現一種干設儀激光波長的測量方法。
[0013] 本發明的有益效果是:本發明提出一種利用多光束干設原理和高反射率標準具實 現干設儀激光波長快速簡易測量的方法。根據多光束干設原理，當干設儀激光入射至高反 射率標準具時，僅在某些特定的入射角度下激光透射功率較高，而在大多數入射角度下激 光透射功率都接近零。在精確測量標準具的物理厚度和折射率后，可W根據標準具透射光 功率達到極大值時的兩個相鄰入射角方便地確定干設儀激光波長。該方法的有益效果是干 設儀激光波長測量過程簡單易用，設及到的核屯、光學元件僅為一塊高反射率標準具，制造 成本較低。
【附圖說明】
[0014] 圖1為高反射率標準具與多光束干設原理示意圖；
[0015] 圖2干設儀激光波長測量方法示意；
[0016] 圖3高反射率標準具的激光透射率與激光入射角的函數關系示意圖；
[0017] 圖中：1、干設儀，2、透射平面標準鏡頭，3、角錐棱鏡，4、高反射率標準具，5、激光功 率計。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0019] -種干設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，將光學玻璃加工為兩表面平行的光學平晶，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準具4。構建干設儀激 光波長測量裝置，如圖2所示，包括干設儀1、透射平面標準鏡頭2、角錐棱鏡3、高反射率標準 具4和激光功率計5。將標準鏡頭2安裝在干設儀上，利用角錐棱鏡3反射干設儀透射波前使 波前自準直返回，調整標準鏡頭2傾斜使干設條紋盡量接近零條紋，此時標準鏡頭2參考面 法線與透射波前平行；
[0021 ]步驟二:取走角錐棱鏡3，將高反射率標準具4安裝在干設儀光路中，調整標準具傾 斜使干設條紋為零條紋，將激光功率計5安裝于標準具4后方測量透射激光功率；
[0022] 步驟緩慢旋轉標準具4,記錄相鄰兩個透射激光功率達到峰值時的標準具4旋 轉角度θι?和Θι2。精確測量標準具的物理厚度d，及其在干設儀激光波長下的折射率η。如圖3 所示，根據多光束干設原理，當干設儀激光入射至高反射率標準具時，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 入射光角度的函數關系具有周期性變化規律，滿足下述關系：
[0023]
[0024] 其中，Ρο是激光入射光功率，r是標準具單面反射率，λ是入射激光波長，θτ是激光折 射角。令，0il和0i2是使透射光功率達到極大值的兩個相鄰入射角，則干設儀激光波長可由 下式表述：
[0025] A^ = 2nh{cos[arcsin(sin9ii/n)]-cos[arcsin(sin9i2/n)]}
[0026] Θii和Θi2可W根據對應透射光功率達到極值時的入射角確定，此時，干設儀激光波 長可由W上公式計算得到。
【主權項】
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 %的標準具;構建干涉儀激光波 長測量裝置，包括干涉儀、透射平面標準鏡頭、角錐棱鏡、高反射率標準具和激光功率計;將 標準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直返回，調整標 準鏡頭傾斜使干涉條紋接近零條紋，此時標準鏡頭參考面法線與透射波前平行； 步驟二:取走角錐棱鏡，將高反射率標準具安裝在干涉儀光路中，調整標準具傾斜使干 涉條紋為零條紋，將激光功率計安裝于標準具后方測量透射激光功率； 步驟三:緩慢旋轉標準具，記錄相鄰兩個透射激光功率達到峰值時的標準具旋轉角度 θη和θι2，測量標準具的物理厚度d，和在干涉儀激光波長下的折射率η;透射光功率與入射 光角度的函數關系滿足下述關系：其中，Ρο是激光入射光功率，r是標準具單面反射率，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干涉測量技術領域，該方法提出一種利用多光束干涉原理和高反射率標準具實現干涉儀激光波長快速簡易測量的方法。根據多光束干涉原理，當干涉儀激光入射至高反射率標準具時，僅在某些特定的入射角度下激光透射功率較高，而在大多數入射角度下激光透射功率都接近零。在精確測量標準具的物理厚度和折射率后，可以根據標準具透射光功率達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，涉及到的核心光學元件僅為一塊高反射率標準具，制造成本較低。
【IPC分類】G01J9/02
【公開號】CN105444895
【申請號】CN201510962226
【發明人】苗亮, 張文龍, 劉鈺, 馬冬梅, 金春水
【申請人】中國科學院長春光學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