本實用新型涉及激光測量裝置，尤其涉及一種用于激光測量信號修正的裝置。

背景技術：

激光干涉儀是用光波干涉技術測量線性位移的光學測量儀器。其測量時，激光分為兩束，一束為靜止的參考光，另外一束為運動的測量光，通過記錄測量光運動時與參考光的相位差，通過電子、軟件算法等的處理來得到運動的測量光的移動距離。

現(xiàn)有技術中，激光干涉儀光路如圖3，均是激光從激光器101中輸出后通過一個消偏振分光棱鏡102得到穩(wěn)頻光103和工作光，工作光進入偏振分光棱鏡104得到線偏光，為了使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更短更緊湊，主要利用偏振分光棱鏡104的反射光束，這樣既可以達到濾去一個模式，又可以起到起偏的作用，然后直接擴束準直，再通過一個1/4波片105將線偏光變成圓偏振光，然后再進入外光路系統(tǒng)106形成參考光和測量光。然而由于偏振分光棱鏡104反射光的消光比較低，且遠離激光輸出端，激光在傳輸過程中由于受到系統(tǒng)中各個光學元件以及周圍環(huán)境的影響，偏振態(tài)會發(fā)生變化，造成輸出的線偏振光本身偏振度較低。另外，偏振分光棱鏡103的角度安裝上如果存在一定的偏差，同樣會導致出射的偏振光消光比變差。以上這些情況將造成光信號偏振態(tài)不純，最后光電探測器108接收到部分未產(chǎn)生干涉的光信號，產(chǎn)生一個直流分量，會造成后續(xù)干涉信號形成的李薩如圖出現(xiàn)偏心如圖4等異常情況。 另外，現(xiàn)有光路系統(tǒng)在回光信號的處理上也比較簡單，僅是通過一個1/2波片107，然后經(jīng)過分光棱鏡分光后分別進入到各個光電探測器，而實際上激光擴束準直后仍然存在一定的發(fā)散角，在長距離測量情況下，激光發(fā)散后光斑尺寸可能大于光電探測器接收面的情況如圖5，而激光能量成高斯分布，光斑上不同區(qū)域的光強不同，當探測器的光敏面不在激光的中心時，干涉信號的李薩如圖將變成橢圓，如圖6。以上兩種情況，當李薩如圖出現(xiàn)偏心或形狀異常的情況，都會影響電子和軟件系統(tǒng)中的計算結(jié)果，造成測量的結(jié)果異常。

現(xiàn)有技術的缺點如下：

1.現(xiàn)有激光干涉儀測量系統(tǒng)中一直未考慮輸出激光的線偏振特性的變化。不純的線偏振輸出激光，最后反射回光電探測器后，除了干涉信號外，還會形成一個直流分量，造成干涉信號形成的李薩如圖經(jīng)常出現(xiàn)偏心的情況，偏心嚴重的情況下，會造成無法計算實際的移動距離或使計算結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。

2.現(xiàn)有激光干涉儀測量系統(tǒng)，由于未考慮激光光斑發(fā)散的情況，在長距離測量時，由于激光干涉儀測量系統(tǒng)光斑變大，光電探測器只能接收到激光信號上部分的光信號，由于激光能量呈高斯分布，所以激光光斑上不同位置的光強不同，所以不同位置的干涉信號光形成的李薩如圖也不同，當距離足夠遠，光斑大于探測器光敏面時，光電探測器偏離光斑中心，形成的干涉信號圖樣李薩如圖會變成橢圓等異常的情況， 會影響系統(tǒng)對實際的移動距離的計算。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型提供了一種用于激光測量信號修正的裝置。

本實用新型的目的：

1.改善現(xiàn)有激光干涉測量系統(tǒng)中輸出激光的線偏振特性，解決激光干涉儀中測量信號形成的李薩如圖經(jīng)常出現(xiàn)偏心的問題，提高激光干涉儀測量的可靠性。

2.解決激光光斑發(fā)散造成的，測量信號形成的李薩如圖變成橢圓的問題，擴大激光干涉儀的測量距離，優(yōu)化干涉信號形成的圖樣，提高系統(tǒng)測量的準確性。

本實用新型提供了一種用于激光測量信號修正的裝置，包括激光器、消偏振分光棱鏡、偏振分光棱鏡、檢偏系統(tǒng)、外光路系統(tǒng)、聚光透鏡、1/2波片和信號探測處理系統(tǒng)，其中，所述激光器射出的激光先后經(jīng)過所述消偏振分光棱鏡、偏振分光棱鏡形成出射光，所述出射光經(jīng)所述檢偏系統(tǒng)射入所述外光路系統(tǒng)，所述檢偏系統(tǒng)保證了所述出射光的線偏振特性，所述外光路系統(tǒng)射出的信號光先后經(jīng)過所述聚光透鏡、1/2波片射入所述信號探測處理系統(tǒng)。

作為本實用新型的進一步改進，所述檢偏系統(tǒng)包括按照光路先后次序布置的起偏器和1/4波片。

作為本實用新型的進一步改進，所述檢偏系統(tǒng)包括按照光路先后次序布置的偏振棱鏡和1/4波片。

本實用新型的有益效果是：通過上述方案，一方面，在激光輸出的準直擴束系統(tǒng)后增加一個檢偏系統(tǒng)，這樣可保證出射激光的線偏振特性，濾除了后續(xù)測量信號中的直流分量，不需要在后續(xù)多個光電探測器前加入檢偏器，干涉信號形成的李薩如圖就不會出現(xiàn)偏心的現(xiàn)象；另一方面，在激光接收的光路中增加一個聚光透鏡，只要透鏡尺寸足夠大，就可將反射回來的信號光斑縮小，使其光斑尺寸遠小于光電探測器光敏面尺寸，這樣即使在移動反射鏡時，反射光斑能量也會全部被光電探測器接收到，從而形成的干涉信號圖樣李薩如圖就會成標準的圓形。

附圖說明

圖1是本實用新型一種用于激光測量信號修正的裝置的示意圖。

圖2是本實用新型一種用于激光測量信號修正的裝置的聚光后干涉信號光斑與光敏面的示意圖。

圖3是傳統(tǒng)激光干涉儀測量的系統(tǒng)圖。

圖4是傳統(tǒng)激光干涉儀測量的干涉信號形成的李薩如圖。

圖5是傳統(tǒng)激光干涉儀測量的光敏面在激光光斑中心時的李薩如圖。

圖6是傳統(tǒng)激光干涉儀測量的光敏面不在激光光斑中心時的李薩如圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明及具體實施方式對本實用新型進一步說明。

圖1至圖2中的附圖標號為：激光器1；消偏振分光棱鏡2；穩(wěn)頻信號光3；偏振分光棱鏡4；起偏器5；出射光6；1/4波片7；外光路系統(tǒng)8；聚光透鏡9；1/2波片10；信號光11；信號探測處理系統(tǒng)12。

如圖1所示，一種用于激光測量信號修正的裝置，包括激光器1、消偏振分光棱鏡2、偏振分光棱鏡4、檢偏系統(tǒng)、外光路系統(tǒng)8、聚光透鏡9、1/2波片10和信號探測處理系統(tǒng)12，其中，所述激光器1射出的激光先后經(jīng)過所述消偏振分光棱鏡2、偏振分光棱鏡4形成出射光6，所述出射光6經(jīng)所述檢偏系統(tǒng)射入所述外光路系統(tǒng)8，所述檢偏系統(tǒng)保證了所述出射光6的線偏振特性，所述外光路系統(tǒng)8射出的信號光先后經(jīng)過所述聚光透鏡9、1/2波片10射入所述信號探測處理系統(tǒng)12，消偏振分光棱鏡2射出穩(wěn)頻信號光3。

如圖1所示，所述檢偏系統(tǒng)包括按照光路先后次序布置的起偏器5和1/4波片7。

如圖1所示，所述檢偏系統(tǒng)包括按照光路先后次序布置的偏振棱鏡和1/4波片7。

如圖1所示，所述信號探測處理系統(tǒng)12包括光電探測器。

如圖1所示，所述外光路系統(tǒng)8包括一個偏振分光棱鏡和兩個角反射鏡，其中一個角反射鏡固定，形成參考光，另一個角反射鏡可移動，用于反射測量光。

本實用新型提供的一種用于激光測量信號修正的裝置的工作原理為：

（1）在激光輸出的準直擴束系統(tǒng)后增加一個起偏器5或其他的偏振器件，這樣可保證出射激光的線偏振特性，濾除了后續(xù)測量信號中的直流分量，該起偏器5還可以與1/4波片7形成一個檢偏系統(tǒng)，不需要在后續(xù)多個光電探測器前加入檢偏器，干涉信號形成的李薩如圖就不會出現(xiàn)偏心的現(xiàn)象。

（2）在激光接收的光路中增加一個聚光透鏡9。只要透鏡9尺寸參數(shù)合理，就可將反射回來的信號光斑縮小，使其光斑14的尺寸遠小于光電探測器的光敏面13的尺寸（如圖2所示）。另外，聚光透鏡9的位置有嚴格要求，必須保證光斑的聚焦點在光電探測器的光敏面13附近，加入聚光透鏡9后形成的干涉光信號光斑如圖2，這樣即使在移動反射鏡時，反射光斑能量也會比較容易的全部被光電探測器接收到，從而形成的干涉信號圖樣李薩如圖就會成標準的圓形。

本實用新型提供的一種用于激光測量信號修正的裝置的優(yōu)點為：

(1)測量信號得到的李薩如圖不會出現(xiàn)偏心或者橢圓的情況，有效提高了對測量距離的計算的準確性，提高了系統(tǒng)的可靠性。

(2)由于在信號接收端增加了聚焦透鏡9，可以有效縮小反射信號光斑，集中信號光能量，提高了系統(tǒng)的測量距離。

(3)在激光輸出位置加入的起偏器5或其他的偏振器件，能夠改善輸出激光的偏振特性，與1/4波片7組成檢偏系統(tǒng)，保證輸出線偏振光的純凈。

（4）在信號接收端固定的一個聚光透鏡9或具有聚光效果的系統(tǒng)，可以增加系統(tǒng)測量的距離，能夠?qū)⒎瓷浼す夤獍呖s小，集中光斑能量，將信號光全部打道光電探測器光敏面上。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。