[实用新型]单一波长光源测量不同波长相位延迟器件的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量不同波长相位延迟器件的系统，特别是涉及一种利用单一波长光源测量不同波长相位延迟器件的系统，属于光学测量技术领域。

背景技术

相位延迟量作为相位延迟器件的重要参数，其测量准确度直接影响到应用系统的质量，并且随着技术的发展和研究的深入，人们对波片的加工和测量精度都提出了更高的要求，例如空间太阳望远镜(SST)的偏振测量精度已经要求能够达到10^-4以上。因此，提高相位延迟量的测量准确度对于设计和研制高精度相位延迟器件及系统具有十分重要的意义。目前有很多测量波片相位延迟量的方法，例如分束差动测量法、光谱扫描法、光强法、调制法等。例如采用分束差动自动测量(郝殿中，宋连科，波片相位延迟的分束差动自动测量，光电子.激光，16(5)，2005：601-604)；采用计算波片相位延迟量来进行精密测量的技术(徐文东，李锡善，波片相位延迟量精密测量新方法，光学学报，1994，14(10)，1096-1101)等

现有技术存在的问题和不足是：

1、采用分束差动测量法时需测量出现极值点时补偿器件的转角，再转换为相关的相位信息，测量误差大，机构复杂，仪器成本高；

2、采用光强法时，如波片相位延迟的分束差动自动测量系统，在未加调制的情况下直接测量直流暗点的光强，由于测量的是光强的绝对值，光源的波动及背景光的影响对测量结果影响很大，测量精度低；

3、采用光谱扫描法时需从光谱曲线的极值测定相位延迟量，对单色仪的光谱精度要求高。

4、采用调制法测量时，如上述波片相位延迟量精密测量系统加入了可旋转的机械-光学旋光调制器，结构复杂，装调要求高，误差较大。

5、大部分方法的测量结果受到仪器准直、共轴等装调误差的影响很大；

6.大多数方法由于器件的基本参数都与波长有关，因而不适于多波长测量或消色差波片的测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单一波长光源测量不同波长相位延迟器件的系统，本实用新型为一种光电混和系统，可用于对波片等光学延迟器件的相位延迟进行精密测量，也可用于产生任意的光学相位延迟量。该实用新型的独特性在于能够对光学相位延迟量进行直接量的测量，和其他通过间接量转换的测量方法相比有其明显的优势。采用光调制方式测量消光位置，提高了信噪比，使测量精度大为改善。同时该实用新型采用旋转编码器实现了角度的精确测量，消除了因刻度不精确、目视读数误差等不利因素对实验操作的影响。根据ΔL_2π(λ)Δn(λ)tanα＝λ可以看出，当补偿量为2π时，对于确定的补偿器来说，补偿器楔角α为一常量，ΔL_2π(λ)·Δn(λ)与波长λ应为正比关系，是一条直线；本实用新型采用该系统测量波长分别为808nm、632.8nm、532nm、473nm的激光器得到一条仪器常数曲线，利用该曲线能够采用一种波长的激光器测量各种不同波长的波片，通过换算得到很高的测量精度，这样能够有利于产品向集成化、小型化、高精度、多功能方向发展。整个实验对环境的要求不高，操作简单，易于产品化。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种单一波长光源测量不同波长相位延迟器件的系统，其包括激光光源、光分束器、起偏器、光调制器、调制信号源、待测相位延迟器、相位补偿器、检偏器、光探测器、结果显示单元和激光单色仪；其特征在于所述激光光源经所述光分束器分为两束，一束依次经过所述起偏器、光调制器、待测相位延迟器、相位补偿器、检偏器、光探测器后由结果显示单元显示输出结果；另一束输出至激光单色仪；所述调制信号源与所述光调制器通过信号线连接。

所述光调制器、待测相位延迟器、相位补偿器的角度旋转操作时分别由一旋转编码器检测；所述光调制器或待测相位延迟器或相位补偿器位于一晶体座中，且通过所述晶体座与所述旋转编码器转动环一体连接，所述晶体座安装于一固定底座中，所述固定底座与所述旋转编码器的本体一体连接。

所述旋转编码器为空心轴旋转编码器，其与所述晶体座为轴孔抱紧实现一体连接，所述旋转编码器的本体与所述固定底座之间采用板弹簧实现一体连接。

所述光调制器为KD*P晶体电光调制器，调制方式为纵向调制，所述调制信号源为正弦调制信号。

所述系统包括一信号处理电路，所述光探测器接收的信号经所述信号处理电路进行滤波处理后发送到所述结果显示单元。