激光合成波长干涉测量空气折射率波动的方法技术

本发明专利技术公开了一种激光合成波长干涉测量空气折射率波动的方法。在由双频激光器、分光镜、两个偏振分光镜、参考角锥棱镜和测量角锥棱镜构成的激光合成波长干涉仪中，固定干涉仪的测量角锥棱镜，则测量臂的第一偏振分光镜和测量角锥棱镜之间的光路构成了空气折射率波动传感腔；该腔内空气折射率的波动引起的干涉仪测量臂的光程变化等效为一个微小的被测位移，通过激光合成波长干涉位移测量原理，将该微小被测位移的测量转换成参考角锥棱镜移动位移（毫米或微米级）的测量，从而实现了对空气折射率波动的高精度检测。本发明专利技术空气折射率波动的测量精度达到10-11，可应用于空气折射率和精密长度测量等技术领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。在由双频激光器、分光镜、两个偏振分光镜、参考角锥棱镜和测量角锥棱镜构成的激光合成波长干涉仪中，固定干涉仪的测量角锥棱镜，则测量臂的第一偏振分光镜和测量角锥棱镜之间的光路构成了空气折射率波动传感腔；该腔内空气折射率的波动引起的干涉仪测量臂的光程变化等效为一个微小的被测位移，通过激光合成波长干涉位移测量原理，将该微小被测位移的测量转换成参考角锥棱镜移动位移（毫米或微米级）的测量，从而实现了对空气折射率波动的高精度检测。本专利技术空气折射率波动的测量精度达到10-11，可应用于空气折射率和精密长度测量等
。【专利说明】
本专利技术涉及空气折射率测量方法，具体涉及一种。
技术介绍
空气折射率是以激光波长作为长度“尺子”的各种光学精密测量
的一个重要参数。空气折射率测量方法分为空气折射率绝对测量和空气折射率波动测量两大类。空气折射率绝对测量是以真空为参考给出空气折射率测量结果的方法，例如，Edlen公式法:通过测量空气的压力、温度和相对湿度，以及二氧化碳含量，然后按Edlen公式计算得出空气折射率；瑞利干涉法、抽气测量法、法一珀干涉法和多波长干涉测量法等干涉法:检测激光光束经一定长度的真空腔和空气腔时所产生的干涉条纹变化数来实现空气折射率的测量。空气折射率波动测量是指在一固定或初始空气折射率值附近检测空气折射率的波动范围的测量方法。虽然现有空气折射率绝对测量方法可以实现较高测量精度，如Edlen公式法的测量精度一般在10_8量级，大多数干涉法的空气折射率测量精度达到10_8-10_9量级，但是，由于很难获得真正的纯真空条件，因此，限制了空气折射率绝对测量精度的提高和测量过程的实施。空气折射率波动测量方法主要用于观测空气折射率的波动变化，可广泛应用于精密长度或形貌变化的相 对测量，因此，在无需知道绝对空气折射率值的情况下，实施空气折射率变化的波动检测，在精密光学测量
具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。干涉仪测量臂空气折射率的波动引起测量臂光程的变化，根据激光合成波长干涉位移测量原理精确测得，从而精密测得空气折射率的波动。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，该方法的步骤如下:I)双频激光器输出波长为^和λ 2的正交线偏振光,射向由分光镜,第一偏振分光镜，参考角锥棱镜，测量角锥棱镜和第二偏振分光镜构成的激光合成波长干涉仪；2)当激光合成波长干涉仪的参考角锥棱镜移动时，波长λ JP λ 2的干涉信号分别由第一探测器和第二探测器接收，由数字信号处理器测量这两路干涉信号之间的相位差；3)固定激光合成波长干涉仪的测量角锥棱镜，第一偏振分光镜和测量角锥棱镜之间的测量臂光路构成了长度为L的空气折射率波动传感腔；4)开始测量空气折射率之前,移动参考角锥棱镜使波长X1和λ 2的干涉信号相位差为O ;5)当传感腔内的空气折射率变化波动Λη&时，引起激光合成波长干涉仪测量臂光路变化一个等效的被测位移Λ Iequva = Δ nair.L，导致波长λ i和λ 2的干涉信号相位差发生变化；6)再次移动参考角锥棱镜使波长入1和λ 2干涉信号相位差为0，记录参考角锥棱镜移动的位移AL ;7)根据激光合成波长干涉位移测量原理【权利要求】1.一种，其特征在于，该方法的步骤如下: 1)双频激光器输出波长为^和λ2的正交线偏振光，射向由分光镜，第一偏振分光镜，参考角锥棱镜，测量角锥棱镜和第二偏振分光镜构成的激光合成波长干涉仪； 2)当激光合成波长干涉仪的参考角锥棱镜移动时，波长X1和λ2的干涉信号分别由第一探测器和第二探测器接收，由数字信号处理器测量这两路干涉信号之间的相位差； 3)固定激光合成波长干涉仪的测量角锥棱镜，第一偏振分光镜和测量角锥棱镜之间的测量臂光路构成了长度为L的空气折射率波动传感腔； 4)开始测量空气折射率之前，移动参考角锥棱镜使波长X1和λ2的干涉信号相位差为O ; 5)当传感腔内的空气折射率变化波动时，引起激光合成波长干涉仪测量臂光路变化一个等效的被测位移Λ Iequva = Δ nair.L，导致波长λ i和λ 2的干涉信号相位差发生变化； 6)再次移动参考角锥棱镜使波长入1和λ2干涉信号相位差为O，记录参考角锥棱镜移动的位移AL ; 7)根据激光合成波长干涉位移测量原理 【文档编号】G01N21/45GK103743708SQ201310677038【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日 【专利技术者】严利平, 陈本永, 刘燕娜 申请人:浙江理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光合成波长干涉测量空气折射率波动的方法，其特征在于，该方法的步骤如下：1）双频激光器输出波长为λ1和λ2的正交线偏振光，射向由分光镜，第一偏振分光镜，参考角锥棱镜，测量角锥棱镜和第二偏振分光镜构成的激光合成波长干涉仪；2）当激光合成波长干涉仪的参考角锥棱镜移动时，波长λ1和λ2的干涉信号分别由第一探测器和第二探测器接收，由数字信号处理器测量这两路干涉信号之间的相位差；3）固定激光合成波长干涉仪的测量角锥棱镜，第一偏振分光镜和测量角锥棱镜之间的测量臂光路构成了长度为L的空气折射率波动传感腔；4）开始测量空气折射率之前，移动参考角锥棱镜使波长λ1和λ2的干涉信号相位差为0；5）当传感腔内的空气折射率变化波动Δnair时，引起激光合成波长干涉仪测量臂光路变化一个等效的被测位移Δlequva＝Δnair·L，导致波长λ1和λ2的干涉信号相位差发生变化；6）再次移动参考角锥棱镜使波长λ1和λ2干涉信号相位差为0，记录参考角锥棱镜移动的位移ΔL；7）根据激光合成波长干涉位移测量原理：Δl、ΔL分别为测量角锥棱镜和参考角锥棱镜的位移，将空气折射率波动引起的等效被测位移Δlequva、参考角锥棱镜移动位移ΔL代入该公式，得到空气折射率波动为：Δnair=1L·λ2λS·ΔL]]>式中：λS为λ1和λ2形成的合成波长，且λS＝λ1λ2/|λ1?λ2|。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严利平，陈本永，刘燕娜，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：