一種基于光譜色散原理的激光相干長度調節設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光技術領域，具體涉及一種基于光譜色散原理的激光相干長度調節設備。
【背景技術】
[0002]相干長度是針對光源的時間相干性定義的，它是衡量光源時間相干性能的物理量，定義為光源光能夠實現相干的最大光程差；光源的時間相干性又體現為其單色性，具體數值指標為譜線寬度(簡稱線寬)。可見，激光相干長度(L。)與激光線寬(Λ λ)是兩個緊密聯系的物理量，二者近似滿足下式丄。~ λ 2/Λ λ。于是，調節激光相干長度也即反比例的調節激光線寬。
[0003]自1960年美國科學家Τ.H.Maiman使用紅寶石晶體實現了世界上第一臺激光器以來，激光以其良好的相干性被廣泛應用于各種光學測量技術中，如被人們熟知的相干光纖通訊、激光雷達、量子頻標、全息攝影等領域。另一方面，寬譜、低相干的高亮度光源也有很大的應用空間，如相干層析、彩虹測量、微小物體掃描等精密測量技術應用。
[0004]通常使用的激光器，其相干長度是固定不變的，若采用某些措施實現激光相干長度的連續調節，可極大地擴展其應用范圍，提高測量精度并方便裝調。以高精度面型檢測為例，利用點衍射干涉儀進行反射元件面型的誤差檢測時，在粗調階段增大光源相干長度(如?cm量級)，便于等光程位置的粗略確定；在精調階段減小光源相干長度(如?_量級)，便于更精確地確定等光程位置，減小環境因素以及光源頻率穩定性對測量結果的影響，消除相干噪聲，提高測量精度。
[0005]現有的調節激光相干長度的技術多是通過調整激光腔本身的參數(如:腔長、損耗等)從而實現輸出激光相干長度的調節，屬于腔內調節。例如:調節諧振腔腔長技術，這種技術是通過控制激光器腔內同時振蕩的縱模數目從而調節激光的相干長度。這種方法在腔長拉伸過程中，易造成激光腔失諧，且腔長過長將導致系統體積過大。
【實用新型內容】
[0006](一 )要解決的技術問題
[0007]本實用新型旨在解決現有的調節激光相干長度的技術易造成激光腔失諧和系統體積過大的問題。
[0008]( 二 )技術方案
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型提出一種激光相干長度調節設備，包括激光光源單元、光譜色散單元和光譜控制單元，其中，所述激光光源單元發出的激光入射到光譜色散單元；所述光譜色散單元對所述激光進行色散分光后使之入射到所述光譜控制單元；所述光譜控制單元用于調節所述色散分光后的激光的光譜成分，從而控制輸出激光的相干長度。
[0010]根據本實用新型的【具體實施方式】，所述設備還包括光譜檢測單元，其用于測量經調節光譜成分后的輸出激光的相干長度。
[0011]根據本實用新型的【具體實施方式】，所述光譜色散單元包括光柵、棱鏡、F-P標準具。
[0012]根據本實用新型的【具體實施方式】，所述光譜控制單元是光束聚焦元件與狹縫的組合，或者光束聚焦元件與光闌的組合。
[0013]根據本實用新型的【具體實施方式】，所述狹縫和光闌是固定通光尺寸的，或者可調節通光尺寸的。
[0014]根據本實用新型的【具體實施方式】，所述光譜檢測單元包括邁克爾遜干涉儀、法布里-珀羅干涉儀、光譜儀等。
[0015](三)有益效果
[0016]本實用新型利用光譜色散原理調節激光相干長度，一切調控均在激光腔外進行，操作簡單方便，對激光系統本身穩定性等不會產生影響，操作簡單、方便、可靠性高，能夠很好地應用于各種干涉測量等相關領域。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的基于光譜色散原理激光相干長度調節設備的光路結構原理圖；
[0018]圖2是本實用新型的基于光譜色散原理的激光相干長度調節設備的第一實施例的光路不意圖；
[0019]圖3是本實用新型的基于光譜色散原理的激光相干長度調節設備的第二實施例的光路不意圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1是本實用新型的基于光譜色散原理的激光相干長度調節設備的光路結構原理圖。如圖1所示，所述設備包括激光光源單元1、光譜色散單元2、光譜控制單元3。
[0021]其中，由激光光源單元I發出的激光SI入射到光譜色散單元2，經其色散分光后，再入射到光譜控制單元3。光譜控制單元3可以調節色散分光后輸出激光的光譜成分，從而控制輸出激光的相干長度。
[0022]所述設備還可以包括光譜檢測單元4，經調節后的激光S2作為輸出激光，進入光譜檢測單元4以測量其相干長度。
[0023]所述的激光光源單元I可以包括任意波長的激光光源，也可以包括脈沖激光或連續激光光源。所述的光譜色散單元2可以包括光柵、棱鏡、F-P標準具等或它們的各種組合。所述的光譜控制單元3可以是各種光束聚焦元件與狹縫、光闌等的組合。所述的狹縫、光闌可以是固定通光尺寸的或者可調節通光尺寸的。所述的光譜檢測單元4可以包括光譜儀、邁克爾遜干涉儀、法布里-珀羅干涉儀等光譜檢測儀器。
[0024]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0025]圖2是本實用新型的基于光譜色散原理的激光相干長度調節設備的第一實施例的光路示意圖。如圖2所示，該實施例的設備包括有:激光光源11、準直鏡12、衍射光柵21、聚焦鏡31、出射狹縫32、邁克爾遜干涉儀41。其中，激光光源11和準直鏡12構成激光光源單元1，衍射光柵21為光譜色散元件，構成光譜色散單元2，聚焦鏡31和出射狹縫32構成光譜控制單元3，邁克爾遜干涉儀41構成光譜檢測單元4。
[0026]所述的激光源11發出的激光經準直鏡12準直后以一定角度入射到衍射光柵21上。衍射光柵21會將入射激光進行色散分光，根據光柵方程(d(sin Θ iisin Θ o) =mA,m=0，±1，±2，…)，會形成很多衍射級次的出射激光，而各衍射級次(m# O)激光內都對應一系列不同出射角度的相應波長的激光。取能量較高的衍射分光級次，使之入射到聚焦透鏡31，由于各入射波長激光都對應不同的入射角度，所以在聚焦透鏡31焦平面處，各波長激光在空間上將分開排列。出射狹縫32的通光尺寸可以通過機械方式連續調節，置于聚焦透鏡31的焦平面上，狹縫中心位于聚焦光斑的中心。通過調節出射狹縫32的大小即可控制輸出激光的光譜成分多少，從而控制輸出激光的線寬和相干長度。最后利用邁克爾遜干涉儀41測量調控后