[实用新型]一种精密光学干涉测量装置

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及利用TRIZ和光学干涉原理实现的精密测量领域，尤其涉及一种精密光学干涉测量装置。 

背景技术

目前，光学干涉仪是许多大型探测仪器与产业发展的核心技术，其发展水平决定着探测仪器和产业竞争力，我国探测仪器设备产业缺乏核心技术，其发展面临内忧外困的局面，产业发展的落后已严重制约我国自主创新能力的进一步提升。“自主创新，方法先行”是提高我国自主创新能力的技术路线。国家发改委、科技部、教育部和中国科协印发了《关于加强创新方法工作的若干意见》，被欧美西方发达国家誉为“神奇点金术”的TRIZ作为重点推广的创新方法。 

TRIZ是“发明问题解决理论”的俄语缩写，是由前苏联发明家阿奇舒勒创立的。他和他的同事分析了全世界250万个高水平的发明专利后，惊奇的发现这些专利在重复着40种工作，经过研究和总结，找出了这些专利背后所隐藏的40个发明原理，然后综合多学科领域的原理和法则，建立起了TRIZ体系。经过60多年的不断发展，TRIZ已经成为当今创新问题或解决技术问题的最先进创新方法。 

光学干涉原理是利用分束器将一束相干光分为两束，其中一束作为参考光，另一束经过相位调制器产生一个相位差，这个相位调制器与待测的物理量有关，然后两束光重新汇聚，由于相位差的产生，汇聚到一起的两束光发生干涉，输出的光强随着相位差变换而变化，这样通过光强的测量就能够获得相位差的值，进而获得待测物理量的值。由于光波的相位非常敏感，因此这样测得的物理量可以实现非常高的精度。因此，目前许多的精密测量是利用光学干涉方法来实现的，例如引力波探测、微纳米位移测量、光纤陀螺和光纤声纳探测等。虽然不同的测量系统采用不同的干涉仪，如马赫—增德尔干涉仪、迈克尔逊干涉仪、Sagnac干涉仪等，但这些干涉仪的基本原理都是基本相同的。 

光学干涉仪是许多大型探测仪器的重要组成部分和关键核心技术，本发明运用TRIZ和光学干涉原理研究干涉仪的技术进化路线，设计一种精密光学干涉测量装置，可以提高该仪器的测量精度，对许多大型探测仪器的改造升级具有重要的指导意义。 

发明内容

本实用新型专利涉及利用TRIZ和光学干涉原理实现的精密测量领域的仪器，尤其涉及一种精密光学干涉测量装置，包括:(1)激光器；（2）楔形体半透明半反射玻璃；（3）第一反射镜；（4）第二反射镜；（5）第三反射镜；（6）第四反射镜；（7）第五反射镜；（8）相位调节器；（9）光电二极管；（10）差分器；（11）相关器；其技术特征在于，激光器产生的相干光束经过楔形体半透明半反射玻璃分成两个相干光束，其中一个相干光束经过四个反射镜起到增加干涉臂的有效长度，提高了测量精度，另一束经过相位调制器产生一个相位差，这个相位调制器与待测的物理量有关，然后两个相干光束经过楔形体半透明半反射玻璃输出两个干涉光束，由于相位差的产生，汇聚到一起的两束光发生干涉，输出的光强随着相位差变换而变化，这样通过光强的测量就能够获得相位差的值，进而获得待测物理量的值。它可以用于引力波探测、微纳米位移测量、光纤陀螺和光纤声纳探测等等。 

本实用新型的有益效果是，对大型探测仪器的改造升级具有：简单实用，操作方便，便于生产等应用价值。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是贾民(Jiman)干涉仪光路图。 

图2是精密光学干涉测量装置光路图。 

图1中S为激光器，以及两块等厚度的玻璃块。 

图2中1.激光器；2.楔形体半透明半反射玻璃；3. 第一反射镜；4. 第二反射镜；5. 第三反射镜；6.第四反射镜；7.第五反射镜；8.相位调节器；9.光电二极管；10.差分器；11.相关器。 

具体实施方式

在图1中，通过实验对贾民(Jiman)干涉仪进行分析，贾民(Jiman)干涉仪的干涉条纹明亮度比较高，但是两相干光束A和B分开的间隔与平行玻璃板厚度有关，这一间隔通常比较小, 限制了一些实验，因此仪器系统的适应性较差。根据2008TRIZ矛盾矩阵表，应该改善仪器系统的“适应性”，然而减弱（恶化）干涉条纹的“明亮度”。“适应性”和“明亮度”的工程参数序号分别为32及23，在矩阵表中，第32行与23列交叉处所对应的矩阵元素的数字为推荐的发明原理序号，即1，32，35，24，17，28，26，19。根据TRIZ推荐的八个发明原理为线索，使用其中七个发明原理将贾民干涉仪进化成精密光学干涉测量装置。 

表1  2008TRIZ矛盾矩阵表。