專利名稱：激光波長實時測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波長測量裝置，更具體地，涉及一種利用邁克爾遜干涉原理對待測激光器的波長進(jìn)行實時檢測和檢定的測量裝置。
背景技術(shù)：
激光波長作為測量基準(zhǔn)值，被廣泛應(yīng)用于長度、角度、速度、平面度、直線度和垂直度等多種物理量的測量，是精密計量、精密機(jī)械和微電子工業(yè)領(lǐng)域重要的測量參數(shù)，而精確地測量波長大小和穩(wěn)定性是保證測量準(zhǔn)確性和量值溯源的關(guān)鍵。對于波長可變化的激光器來說，如可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，在使用時事前不能確定其輸出波長，具體的地說、可調(diào)諧激光器可以利用其調(diào)諧結(jié)構(gòu)在很寬的波長范圍內(nèi)調(diào)節(jié)其輸出光的波長，而半導(dǎo)體激光器則在改變其工作參數(shù)時，輸出光的波長會發(fā)生改變，而這些激光器在進(jìn)行調(diào)節(jié)后，其波長會發(fā)生改變，在精密測量中，通常需要知道該些激光器的精確的輸出波長值，有必要對其波長進(jìn)行重新標(biāo)定和測量。另外，對于大多數(shù)的激光器在維修以后，也必須對其輸出波長進(jìn)行重新標(biāo)定。因此，對激光器的激光波長進(jìn)行準(zhǔn)確測量具有重要
眉、ο在激光波長測量中，采用激光波長干涉方法是最實用、最精確和最可行的波長測試技術(shù)。干涉測量的原理主要是基于未知波長激光與已知波長激光干涉圖的精密比較，通過對干涉圖形的比較實現(xiàn)由已知激光器對待測激光器的波長的標(biāo)定。光波長測量儀器按照測量原理分類，主要有斐索(Fizeau)干涉型、法布里_泊羅 (Fabry-Perot)干涉型和邁克爾遜(Michelson)干涉型三種。其中，邁克爾遜型波長計相較另外兩種波長計具有更高的測量精度，其具體的測量過程為如附圖1所示，參考光源輸出光束1，經(jīng)過反射鏡R3進(jìn)入分光鏡P，在此點分成透射光1'和反射光1"，透射光1'經(jīng)過反射鏡R1，進(jìn)入可動的角錐棱鏡Cl，其反射光線經(jīng)過Rl反射回到分光鏡P的B處，有一部分穿過分光鏡，射出光欄；同時反射光1"經(jīng)過反射鏡R2和角錐棱鏡C2后，也返回到分光鏡P的B處，光束1'和1"在B點匯合，發(fā)生干涉，由光探測器Dl接收，作為參考信號。待測光由光欄射入，形成干涉條紋的過程與參考光相同，待測光分光點在B處，合光點在A處， 干涉信號由光探測器D2接收，作為待測信號。待測光由光欄射入，與射出的參考光調(diào)整至重合，當(dāng)角錐棱鏡Cl移動時，參考光和待測光分別產(chǎn)生光程差，發(fā)生干涉現(xiàn)象，由光探測器 Dl和D2接收、并轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)過信號細(xì)分和計數(shù)電路分別獲得參考光和待測光干涉條紋數(shù)變化數(shù)。如果角錐棱鏡Cl移動的距離為L則有AxN1 = λ 0N2 = L(1)其中λ χ為待測激光波長；λ ^為參考激光波長，為已知量^和N2為待測光和參考光干涉條紋數(shù)變化數(shù)，于是利用式(1)得到了待測激光的波長值。盡管利用上述傳統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)能夠獲得待測激光的波長值，然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對更高精度的測量要求條件下，需要提供能夠顯示更高精度的波長測量要求的波長測量裝置。在傳統(tǒng)的邁克爾遜型波長計的光路結(jié)構(gòu)中，存在光束的有效利用率低，干涉信號的信噪比低，通過對干涉條紋的條紋數(shù)目的變化來測量波長值，測量精度相對較低，且存在無法實時得到激光波長的相位和波長值的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用邁克爾遜干涉原理對激光器波長進(jìn)行實時檢測和檢定的裝置，即利用干涉原理獲得高精度的激光波長測量值。本發(fā)明的測量裝置具有光路結(jié)構(gòu)緊湊、能夠?qū)崟r獲得波長的相位和數(shù)值等優(yōu)點。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種激光波長實時測量裝置，其包括一參考激光器，其發(fā)出特定波長的參考激光；一待測激光器，其發(fā)出待測激光；一第一偏振分光棱鏡，對所述參考激光和待測激光進(jìn)行偏振分光，分光后的光束經(jīng)角錐棱鏡反射回第一偏振分光棱鏡；一消偏振分光棱鏡，用于將從第一偏振分光棱鏡中出射的參考激光或待測激光分成兩束狀態(tài)相同的光；其特征在于所述兩束狀態(tài)相同的光通過一偏振分光棱鏡進(jìn)行偏振分光；多路光電探測元件，對經(jīng)過所述偏振分光棱鏡分光的光束進(jìn)行檢測，電測系統(tǒng)，根據(jù)所述多路光電探測元件的測量信號來確定所述待測激光波長的相位和瞬態(tài)激光波長值。其中，所述角錐棱鏡包括可移動的角錐棱鏡和固定角錐棱鏡，調(diào)節(jié)所述可移動的角錐棱鏡的位置，在示波器上觀測參考激光和待測激光從第一偏振分光鏡出射的光束信號，使參考激光和待測激光的波形在任意時刻相位都相同，則該可移動的角錐棱鏡的位置為所述測量裝置的零相位位置。其中，在該測量裝置中進(jìn)一步包括有多個四分之一波片、至少一個半波片和至少一個反射鏡。其中，在所述參考激光器和待測激光器中具有偏振調(diào)節(jié)元件，使所述參考激光和所述待測激光均為線偏振光。其中，入射到第一偏振分光棱鏡的所述參考激光和待測激光均為圓偏振光。其中，參考激光和待測激光以相互垂直的方向從第一偏振分光棱鏡中出射。其中，采用四路光電探測元件分別對參考激光或待測激光的光束干涉信號進(jìn)行探測，其中所述光電探測元件為光電二極管。其中，所述電測系統(tǒng)中包括有濾波放大模塊和計數(shù)器，用于對光電探測元件探測到的光束干涉信號進(jìn)行分析處理。其中，所述消偏振分光棱鏡包括第一消偏振分光棱鏡和第二消偏振分光棱鏡，所述第一消偏振分光棱鏡對應(yīng)參考激光光路，所述第二消偏振分光棱鏡對應(yīng)待測激光光路。其中，參考激光光路中所述兩束狀態(tài)相同的光通過第二偏振分光棱鏡進(jìn)行偏振分光；待測激光光路中所述兩束偏振狀態(tài)相同的光通過第三偏振分光棱鏡進(jìn)行偏振分光。


圖1邁克爾遜波長計結(jié)構(gòu)圖2激光波長實時測量裝置的光路結(jié)構(gòu)示意圖
圖3干涉信號隨著直流量變化的漂移示意4參考激光光路零相位光路結(jié)構(gòu)示意5待測激光光路零相位光路結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式為了方便說明，結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。其中針對于同一結(jié)構(gòu)的元件，為了便于區(qū)分，采用“第一”、“第二”、“第三”等序號來進(jìn)行區(qū)分，其不作為對具體結(jié)構(gòu)的限定。在本發(fā)明的波長測量裝置中，所有的光學(xué)部件均設(shè)置在光學(xué)平臺上，以保持光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。作為本發(fā)明的一個實施例，如圖2所示，該測量裝置的光路結(jié)構(gòu)大致為參考光的行進(jìn)光路和待測光的行進(jìn)光路的組合，即參考激光光路和待測激光光路， 優(yōu)選在所述參考激光器和待測激光器中具有偏振調(diào)節(jié)元件，使所述參考激光和所述待測激光均為線偏振光。參考激光器1，其發(fā)出具有穩(wěn)定頻率的激光光束，在激光器運行的過程中， 參考激光的波長值始終保持一個穩(wěn)定值，優(yōu)選該參考激光器1為He-Ne激光器、該激光器的激光波長為632. 99078nm，其擴(kuò)展不確定度U = 2. OX 10_8(k = 2)，或其它具有穩(wěn)定波長的連續(xù)激光器，所述參考激光器已經(jīng)過校準(zhǔn)和檢定。從參考激光器1發(fā)出的待測激光照射在第一偏振分光棱鏡3上，在參考激光器1與第一偏振分光棱鏡3之間設(shè)置有1/4波片10， 從參考激光器1中發(fā)出的參考激光為線偏振光，當(dāng)給線偏振光通過1/4波片10后，該參考激光由線偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光，所述照射在第一偏振分光棱鏡3上的參考激光，在第一偏振分光棱鏡3分光面的Q位置處被分光，將圓偏振狀態(tài)的參考激光光束分成不同偏振狀態(tài)的兩束光，一束為P偏振光，另一束為S偏振光，其中在該分光位置處，S偏振光被反射、P 偏振光被透射。所述S偏振光被第一偏振分光棱鏡3反射到一固定角錐棱鏡4，進(jìn)入固定角錐棱鏡4的所述S偏振光經(jīng)過兩次反射再次入射到第一偏振分光棱鏡4 ；另外，所述的P偏振光從第一偏振分光棱鏡3透射而出，進(jìn)入一可移動的角錐棱鏡5，在所述可移動的角錐棱鏡中經(jīng)過兩次反射后再次入射到第一偏振分光棱鏡3。所述S偏振光和P偏振光共同入射到第一偏振分光棱鏡的M位置處，在該M位置處所述P偏光被第一偏振分光棱鏡3透射，所述S 偏光被第一偏振分光棱鏡3反射，所述S偏振光和P偏振光合為一束參考激光從該第一偏振分光棱鏡3出射，從該第一偏振分光棱鏡3出射的該參考激光通過平面鏡16被反射到第一消偏振分光棱鏡6，該參考激光被所述第一消偏振分光棱鏡6分成兩束狀態(tài)完全相同的激光，即光束A和光束B，該兩束相同的激光中均包含有P偏振光和S偏振光，光束A和光束B均通過一個1/4波片12，相應(yīng)的光束中的P偏振光和S偏振光分別變成正時針方向和逆時針方向的圓偏振光，其中，光束A入射到第二偏振分光棱鏡，S偏振方向的光被反射到光電探測器18、在反射方向上，正時針圓偏振光在此方向的分量和逆時針圓偏振光在此方向的分量疊加，兩個光波信號發(fā)生干涉，其干涉信號可采用三角函數(shù)來表示，具體表示為-Α η(οη+Φ)，P偏振方向的光被透射到光電探測器21、在透射方向上，逆時針圓偏振光在此方向的分量和正時針圓偏振光在此方向的分量疊加，兩個光波信號發(fā)生干涉，其干涉信號可采用三角函數(shù)來表示，具體表示為Asin (ω t+ Φ)；對于光束B來說，其相對于光束 A來說，在其光路上設(shè)置一個1/2波片14，當(dāng)圓偏振光通過1/2波片14后依然為圓偏振光，但是其旋轉(zhuǎn)方向與原來的方向相反，相應(yīng)的光束B中的P偏振光和S偏振光分別變成逆時針方向和正時針方向的圓偏振光，通過1/2波片14后光束B入射到第二偏振分光棱鏡8，S 偏振方向的光被反射到光電探測器19、其信號具體表示為Acos (ω t+ Φ)，P偏振方向的光被透射到光電探測器20，其信號具體表示為-Acos (ω t+ Φ)。對于待測激光器來說，其光路結(jié)構(gòu)原理與上述參考激光的光路原理相同，對其光路結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡述，如圖2所示，從待測激光器2發(fā)出的待測激光通過反射鏡17反射到第一偏振分光棱鏡3上，在所述待測激光器2與反射鏡17之間設(shè)置有1/4波片11，由于從待測激光器2中發(fā)出的待測激光為線偏振光，經(jīng)過1/4波片11后變?yōu)閳A偏振光，經(jīng)反射鏡17反射的待測激光在與參考激光入射方向相垂直的方向上，照射到第一偏振分光棱鏡3上，該待測激光的分光位置和參考激光的分光位置位于第一偏振分光棱鏡3的分光面的兩側(cè)，所述第一偏振分光棱鏡3將圓偏振狀態(tài)的待測激光光束分成P偏振光和S偏振光，其中在該分光位置處，S偏振光被反射、P偏振光被透射。所述S偏振光被第一偏振分光棱鏡3反射到一移動角錐棱鏡5，進(jìn)入移動角錐棱鏡5的所述S偏振光經(jīng)過兩次反射再次入射到第一偏振分光棱鏡3 ；另外，所述P偏振光從第一偏振分光棱鏡3透射而出，進(jìn)入一固定的角錐棱鏡4，在所述固定角錐棱鏡4中經(jīng)過兩次反射后再次入射到第一偏振分光棱鏡3。所述S 偏振光和P偏振光共同入射到第一偏振分光棱鏡的分光面上的同一位置處，在該位置處所述P偏振光被第一偏振分光棱鏡3透射，所述S偏光被第一偏振分光棱鏡3反射，所述S偏振光和P偏振光合為一束待測激光從該第一偏振分光棱鏡3出射，該待測激光的出射方向與參考激光的出射方向相垂直，從該第一偏振分光棱鏡3出射的該待測激光入射到第二消偏振分光棱鏡7，所述待測激光被該第二消偏振分光棱鏡7分成兩束相同的激光，即光束C 和光束D，光束C、D均通過一個1/4波片13，相應(yīng)的光束中的P偏振光和S偏振光分別變成正時針方向和逆時針方向的圓偏振光，其中，光束C入射到第三偏振分光棱鏡9，S偏振方向的光被反射到光電探測器23、在反射方向上，正時針圓偏振光在此方向的分量和逆時針圓偏振光在此方向的分量疊加，兩個光波信號發(fā)生干涉，其干涉信號可采用三角函數(shù)來表示， 具體表示為-Asin (ω t+ Φ)，P偏振方向的光被透射到光電探測器Μ、在透射方向上，逆時針圓偏振光在此方向的分量和正時針圓偏振光在此方向的分量疊加，兩個光波信號發(fā)生干涉，其干涉信號可采用三角函數(shù)來表示，具體表示為Asin (ω t+ Φ)；對于光束D來說，其相對于光束C來說，在其光路上設(shè)置一個1/2波片15，當(dāng)圓偏振光通過1/2波片15后依然為圓偏振光，但是其旋轉(zhuǎn)方向與原來的方向相反，相應(yīng)的光束D中的P偏振光和S偏振光分別變成逆時針方向和正時針方向的圓偏振光，通過1/2波片15后光束D入射到第三偏振分光棱鏡9，S偏振方向的光被反射到光電探測器22、其信號具體表示為ΑοοΜοη+Φ)，P偏振方向的光被透射到光電探測器25，其信號具體表示為-Acos (ω t+ Φ)。對于現(xiàn)有技術(shù)的光路結(jié)構(gòu)來說，其干涉信號一般通過一個探測器進(jìn)行強(qiáng)度的探測，所述探測器為光電探測器，優(yōu)選為光電二極管，而在本發(fā)明中，對于參考光或待測光干涉信號通過在光路中設(shè)置消偏振分光棱鏡和偏振分光棱鏡將一路接收變?yōu)樗穆方邮?，如上面對參考光和待測光的四路接收描述，這四路信號分別采用以下形式表示ASin(co t+Φ) 信號、-Α η(οη+Φ)信號、ACOS(cot+cj5)信號、-ACOS(cot+cj5)信號。通常當(dāng)不采用第一消偏振分光棱鏡和第二消偏振分光棱鏡時，對從第二偏振分光棱鏡和第三偏振分光棱鏡采用兩路光電探測器對P偏振和S偏振進(jìn)行探測，從光電探測器探測到的干涉信號由于受到雜散光的影響或其它原因存在直流分量，造成干涉信號燈的大小漂浮不定，使得干涉信號會隨著直流量A的變化而漂移，如圖3所示，采用兩路接收的干涉信號，由于干涉信號中存在直流分量，使得干涉信號存在漂移，實際測量的曲線相對于理論值有偏差，影響測量準(zhǔn)確性。本發(fā)明中之所以采用四路探測接收，就是為了消除干涉信號的直流分量A， 通過兩路相反的信號疊加，排除了直流分量對干涉信號的影響，保證了對干涉信號測量的
準(zhǔn)確性，提高了測量精度，在電路處理上取^做為正弦信號，
做為余弦信號，消除了直流分量，減小了流量分量造成的信
號漂移，消除了部分噪聲。處理后的正弦信號可以確定干涉條紋變化的整數(shù)個數(shù)，正、余弦信號一起可以確定干涉條紋變化的非整數(shù)部分及變化方向，改善了信號的質(zhì)量，實現(xiàn)了電路細(xì)分，提高了波長計的分辨能力。光電二極管接收這些干涉信號變?yōu)殡娦盘?，傳送到電測系統(tǒng)，所述電測系統(tǒng)包括有濾波放大模塊和計數(shù)器，用于對光電探測元件探測到的光束干涉信號進(jìn)行分析處理。更具體地、所述電信號經(jīng)過濾波、放大電路送入計數(shù)器，計數(shù)器記錄干涉信號的變化。待測光的干涉過程與之相同。電測系統(tǒng)記錄參考光和待測光干涉信號變化數(shù)，根據(jù)測量原理( 計算、完成待測波長值的輸出。通過上述測量可以看出，將一路干涉信號分為四路進(jìn)行探測，能夠?qū)崿F(xiàn)對激光波長的相位和具體波長數(shù)值的實時檢測，保證測量信號的穩(wěn)定性和測量的精確性。對于本發(fā)明的激光實時測量裝置來說，要實現(xiàn)對待測激光器的激光波長值的實時輸出，需要滿足以下條件(1)可移動的角錐棱鏡初始位置為零相位位置；( 可移動的角錐棱鏡移動一段距離L后停止，測量干涉條紋的變化，實現(xiàn)待測波長值的輸出。所謂零相位位置就是本發(fā)明的波長測量裝置進(jìn)行波長計數(shù)的起點，是實現(xiàn)實時精確測量的必要條件，準(zhǔn)確的確定所述零相位位置是保證對待測波長進(jìn)行精確測量的關(guān)鍵所在。該零相位位置的具體確定過程為首先，以機(jī)械測量器具游標(biāo)卡尺為長度測量工具，使固定角錐棱鏡和可移動的角錐棱鏡到偏振分光棱鏡的距離相等，使兩個光路的光程相等； 然后，在示波器上觀測參考激光和待測激光從偏振分光鏡出射的光束信號，該參考激光和待測激光均為正弦信號，如果所述兩路正弦信號在任意時刻相位都相同，則此位置為零相位位置。否則改變可移動的角錐棱鏡的位置，直至滿足兩路正弦信號在任意時刻相位都相同的條件，確定零相位位置。另外，所述可移動的角錐棱鏡可通過設(shè)置在光學(xué)平臺上的高精度步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。自零相位位置起對干涉條紋進(jìn)行計數(shù)，對可移動的角錐棱鏡移動一段距離L，測量干涉條紋的變化，實現(xiàn)待測波長值的輸出?？梢苿拥慕清F棱鏡是固定在一維平移臺上的，在電動機(jī)的帶動下移動。優(yōu)選該L的距離為120mm左右。為了便于說明，將圖2中的第一偏振分光棱鏡3、固定角錐棱鏡4和移動的角錐棱鏡5的光路結(jié)構(gòu)，分成圖4的參考激光光路和圖5的待測激光光路進(jìn)行說明。如圖4所示， 零相位位置即是光束在偏振分光鏡的分光位置Q分成透射的P偏振光和反射的S偏振光， P偏振光從第一偏振分光棱鏡3出射，經(jīng)過角錐棱鏡5，再反射回到第一偏振分光棱鏡3的分光面，如圖4所示，其光程分別為al，a2，a3，S偏振光從第一偏振分光棱鏡3出射，經(jīng)過角錐棱鏡4，再反射回到第一偏振分光棱鏡3的分光面，如圖4所示，其光程分別為a4，a5,a60P偏振光的光程為al+a2+a3，S偏振光的光程為a4+a5+a6，調(diào)節(jié)移動的角錐棱鏡5，從參考光束在分光面分光到兩束偏振光再會聚到分光面的光程中，使P偏振光和S偏振光的光程相等，可獲得零相位位置。待測激光光路中，如圖5所示，從待測光束在分光面分光到兩束偏振光再會聚到分光面的光程中，P偏振光的光程為d4+d5+d6，S偏振光的光程為dl+d2+d3， P偏振光和S偏振光的光程相等，優(yōu)選所述待測激光的P、S偏振光的光程和參考激光的P、 S偏振光的光程相等，滿足移動的角錐棱鏡初始位置為0相位位置后，移動一段距離L后停止，繼續(xù)測量干涉條紋的變化，上述測量式(1)相應(yīng)的改變?yōu)锳x(N^AN1) = λ 0 (N2+ Δ N2)(2)式中λ χ為待測激光波長；λ ^為參考激光波長^和N2為待測光和參考光由于可移動角錐棱鏡5移動一段距離L引起的干涉條紋數(shù)變化數(shù)；AN1和ΔΝ2為移動停止后，由于激光波長本身實時的變化引起的干涉條紋數(shù)變化數(shù)。做為參考光源，其不確定度一般比被測光源的不確定度小一個甚至幾個量級，于是△隊很小，且Xci在測量過程中可以認(rèn)為是常量，為已知值。本高精密實時波長計檢測干涉條紋的變化數(shù)N” Ν2、Δ N” Δ N2利用式⑵ 最終實現(xiàn)了得待測激光波長值的實時測量。作為本發(fā)明的可替換實施例，所述固定角錐棱鏡4和可移動角錐棱鏡5的位置可互換，調(diào)節(jié)可移動角錐棱鏡，獲得測量裝置的零相位位置，另外，所述參考激光器和待測激光器均發(fā)出圓偏振光，對于圖2中，位于激光器1、2和第一偏振分光棱鏡之間的四分之一波片10、11可以省略，從激光器中發(fā)出的圓偏振光直接被第一偏振分光棱鏡進(jìn)行分光；所述第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡、第三偏振分光棱鏡均可以為偏振分光片、偏振分光膜或其它可以對激光進(jìn)行偏振分光的光學(xué)元件或上述多種分光元件的組合，所述角錐棱鏡可采用其它能夠?qū)崿F(xiàn)光束平行回到偏振分光棱鏡的光學(xué)元件或一個以上的反射鏡的組合結(jié)構(gòu)。本高精密實時波長計除了在測量原理上獨特、新穎外，在系統(tǒng)硬件組成上也有許多改變、完善之處，提高了激光光功率的利用效率，大大的改善了波長計抗干擾能力。盡管參照本發(fā)明的實施例示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本說明書中列舉的具體實施方案或?qū)嵤├?，只不過是為了理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，在不背離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，本發(fā)明在形式上和細(xì)節(jié)上可以進(jìn)行多種改變。
權(quán)利要求
1.一種激光波長實時測量裝置，其包括一參考激光器，其發(fā)出特定波長的參考激光；一待測激光器，其發(fā)出待測激光；一第一偏振分光棱鏡，對所述參考激光和待測激光進(jìn)行偏振分光，分光后的光束經(jīng)角錐棱鏡反射回第一偏振分光棱鏡；一消偏振分光棱鏡，用于將從第一偏振分光棱鏡中出射的參考激光或待測激光分成兩束狀態(tài)相同的光；其特征在于所述兩束狀態(tài)相同的光通過一偏振分光棱鏡進(jìn)行偏振分光；多路光電探測元件，對經(jīng)過所述偏振分光棱鏡分光的光束進(jìn)行檢測；電測系統(tǒng)，根據(jù)所述多路光電探測元件的測量信號來確定所述待測激光波長的相位和瞬態(tài)激光波長值。
2.如權(quán)利要求1所述的測量裝置，其中，所述角錐棱鏡包括可移動的角錐棱鏡和固定角錐棱鏡，調(diào)節(jié)所述可移動的角錐棱鏡的位置，在示波器上觀測參考激光和待測激光從第一偏振分光鏡出射的光束信號，使參考激光和待測激光的波形在任意時刻相位都相同，則該可移動的角錐棱鏡的位置為所述測量裝置的零相位位置。
3.如權(quán)利要求2所述的測量裝置，其中，在該測量裝置中進(jìn)一步包括有多個四分之一波片、至少一個半波片和至少一個反射鏡。
4.如權(quán)利要求3所述的測量裝置，其中，在所述參考激光器和待測激光器中具有偏振調(diào)節(jié)元件，使從激光器出射的參考激光或待測激光均為線偏振光。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的測量裝置，其中，入射到第一偏振分光棱鏡的所述參考激光和待測激光均為圓偏振光。
6.如權(quán)利要求5所述的測量裝置，其中，參考激光和待測激光以相互垂直的方向從第一偏振分光棱鏡中出射。
7.如權(quán)利要求6所述的測量裝置，其中，參考激光光路中所述兩束狀態(tài)相同的光通過第二偏振分光棱鏡進(jìn)行偏振分光；待測激光光路中所述兩束狀態(tài)相同的光通過第三偏振分光棱鏡進(jìn)行偏振分光。
8.如權(quán)利要求7所述的測量裝置，其中，所述電測系統(tǒng)中包括有濾波放大模塊和計數(shù)器，用于對光電探測元件探測到的光束干涉信號進(jìn)行分析處理。
9.如權(quán)利要求6-8任一項所述的測量裝置，其中，所述消偏振分光棱鏡包括第一消偏振分光棱鏡和第二消偏振分光棱鏡，所述第一消偏振分光棱鏡對應(yīng)參考激光光路，所述第二消偏振分光棱鏡對應(yīng)待測激光光路。
10.如權(quán)利要求9所述的測量裝置，其中，采用四路光電探測元件分別對參考激光或待測激光的光束干涉信號進(jìn)行探測，其中所述光電探測元件為光電二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光波長實時測量裝置，其包括一參考激光器，其發(fā)出特定波長的參考激光；一待測激光器，其發(fā)出待測激光；一第一偏振分光棱鏡，對所述參考激光和待測激光進(jìn)行偏振分光，分光后的光束經(jīng)角錐棱鏡反射回第一偏振分光棱鏡；一消偏振分光棱鏡，用于將從第一偏振分光棱鏡中出射的參考激光或待測激光分成兩束狀態(tài)相同的光；所述兩束狀態(tài)相同的光通過一偏振分光棱鏡進(jìn)行偏振分光；多路光電探測元件，對經(jīng)過所述偏振分光棱鏡分光的光束進(jìn)行檢測，電測系統(tǒng)，根據(jù)所述多路光電探測元件的測量信號來確定所述待測激光波長的相位和瞬態(tài)激光波長值。本發(fā)明的高精密實時波長計在測量原理上獨特、新穎，在系統(tǒng)硬件組成上也有許多改變、完善之處，提高了激光光功率的利用效率，改善了波長計抗干擾能力。
文檔編號G01J9/02GK102252764SQ20101017311
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者孫建平, 張學(xué)一, 張金濤, 陳允昌 申請人:中國計量科學(xué)研究院