【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学干涉测量领域，具体涉及一种消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法。
技术介绍
1、同步相移干涉测量技术是光学干涉测量领域的重要研究课题，其中的动态干涉测量用于解决时域干涉测量方法无法在非稳态环境下进行高精度测量的难题。该技术可在同一时刻采集多幅移相干涉图,从而实现动态目标的干涉测量,在航空航天、天文光学、生物医学等领域具有广泛的应用前景,尤其在存在振动、湍流、温漂等时变因素的非稳定测量场合,其优势更加突显。
2、镜头是动态干涉仪不可或缺的一部分，比如我们在用动态干涉仪对球面进行检测时就需要用到球面镜头。动态干涉仪上的镜头是由多个镜片组合加工封装而成的，其质量直接影响干涉成像质量的优劣，影响算法的实现和效果，影响检测结果和精度，故减少镜头对检测的影响是我们在动态干涉测量中的一个重要需求。在基于pbs的泰曼-格林结构的动态干涉仪中，入射的线偏振光经过偏振分光棱镜(pbs)后分为参考光和测试光。根据被测件、被测系统的不同，需要通过调节参考光和测试光的能量比例来匹配测试光束能够返回的光能量(100％-0.1％)。当测试光通过镜头时，光线会在镜头的各个镜片上发生反射，虽然说镜头中每片镜片都会镀增透膜，其反射率一般小于0.1％(r<0.1％)，但当每片镜片反射回去的光束叠加在一起时就会在像面上形成不可预知的强弱光强分布(杂散光)。这些杂散光在被测系统中能够返回4％左右的光能量(如单个非镀膜镜片测量)时，影响几乎看不到；而在被测系统复杂化，返回光能量极弱的情况下(如离轴双反、离轴三反等系统在镀膜前的光路测试
技术实现思路
1、为了解决动态干涉测量中因镜头产生的杂散光对检测结果造成的影响，本专利技术提供了一种消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，能够显著地提高检测精度，最终达到消除泰曼-格林动态干涉仪偏振干涉光路中杂散光的要求。
2、实现本专利技术的技术解决方案为：一种消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，步骤如下：
3、步骤1、设计镜头切换组件：
4、所述镜头切换组件包括第一1/4波片、定位镜头座、镜头，定位镜头座由内径相等的第一圆筒和第二圆筒连接而成，第一圆筒的外径大于第二圆筒的外径，第一圆筒的高度小于第二圆筒的高度，第二圆筒的圆柱外壁上开有一个弧形安装孔，用于装配第一1/4波片，镜头固定在第二圆筒的出光口。
5、步骤2、通过第一圆筒上的外螺纹将镜头切换组件固定在泰曼-格林动态干涉仪的出光口处，使得镜头切换组件位于测试面与泰曼-格林动态干涉仪的偏振分光棱镜之间，构成泰曼-格林动态干涉仪偏振干涉光路。
6、步骤3、消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光：
7、泰曼-格林动态干涉仪中的激光器发出线偏振光，入射的线偏振光在经过偏振分光棱镜之后分为两束光，分别是反射的参考光和透射的测试光，即s光和p光。
8、参考光经过干涉仪内部的第二1/4波片，由于第二1/4波片快轴方向与参考光方向夹角为45°，故其偏振态由线偏振光变成圆偏振光，光线经参考面反射后再次通过第二1/4波片，其偏振态由圆偏振光变成线偏振光，振动方向由原来的s光变为p光，再经过偏振分光棱镜后透射。
9、测试光经过镜头切换组件，由于镜头切换组件中的第一1/4波片是能够旋转切换的，故当第一1/4波片快轴方向与线偏振光方向夹角为45°时，镜头选用普通镜头进行相关测量工作，其出射光束的偏振态由线偏振光变成圆偏振光，光线经测试面反射后再次通过第一1/4波片，其偏振态由圆偏振光变成线偏振光，振动方向由原来的p光变为s光，再经过偏振分光棱镜后反射；当第一1/4波片快轴方向与线偏振光方向相同时，镜头选用消杂散光镜头进行相关测量工作，其通过镜头各个镜片的光束偏振态仍然保持线偏振光不变，在镜头的各个镜片上发生反射的光线沿原光路返回，不会参与到干涉过程中，而在镜头的各个镜片上发生透射的光束会通过镜头中的第三1/4波片，其透射光束的偏振态由线偏振光变成圆偏振光，测试光经测试面反射后再次通过镜头切换组件，其偏振态由圆偏振光变成线偏振光，振动方向由原来的p光变为s光，再经过偏振分光棱镜后反射。
10、参考光和测试光在经过偏振分光棱镜后合并，合并后的光束通过干涉仪内的第四1/4波片，其合并光束的偏振态由两束互相垂直的线偏振光变为两束旋向相反的圆偏振光，光束再依次通过成像透镜和偏振相机获得干涉条纹图。
11、本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：通过改变传统泰曼-格林动态干涉仪中1/4波片的位置和传统镜头的设计，设计并采用消杂散光镜头，进而改变了镜头中各个镜片反射光束的偏振态，使得镜头各个镜片反射回去的杂散光不会参与到与参考光的干涉过程中，消除了偏振干涉光路中的热点影响，这样采集到的干涉图质量就会变得更好，从而提高了检测精度。
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1.一种消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于：步骤1中，在第二圆筒(2-2)的圆柱外壁上还开有锁紧孔，锁紧孔用于通过销钉配合弧形安装孔(2-3)旋转切换锁定第一1/4波片(1)。
3.根据权利要求1所述的消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于：步骤1中，镜头(3)为普通镜头或消杂散光镜头。
4.根据权利要求3所述的消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于：消杂散光镜头(3)由在镜筒内沿光线方向依次设置的第一镜片(3-1)、第二镜片(3-2)、第三镜片(3-3)和第三1/4波片(3-4)所构成，具体参数如表1所示：
5.根据权利要求4所述的消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于：镜头焦距较长时指焦距大于20mm时。
6.根据权利要求4所述的消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于：镜头焦距较短时指焦距小于20mm时。
【技术特征摘要】
1.一种消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于：步骤1中，在第二圆筒(2-2)的圆柱外壁上还开有锁紧孔，锁紧孔用于通过销钉配合弧形安装孔(2-3)旋转切换锁定第一1/4波片(1)。
3.根据权利要求1所述的消除动态干涉仪偏振干涉光路杂散光的方法，其特征在于：步骤1中，镜头(3)为普通镜头或消杂散光镜头。
4.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，郭逸民，何勇，朱日宏，王青，易锐锋，吴志飞，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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