[发明专利]一种大量程气体折射率实时测量系统

权利要求书

1.一种大量程气体折射率实时测量系统，其特征在于：包含可变腔长的真空腔和激光干涉系统；可变腔长的真空腔由三个反射镜W1～W3构成，反射镜W1与W2形成一个真空腔，可通过改变反射镜W1的位置来改变真空腔的腔长；反射镜W2和W3固定不变，二者之间为空气；激光干涉系统包含四束激光干涉光路，从不同的位置分别射入可变腔长的真空腔，由不同的反射镜反射：光束1由反射镜W1反射，光束2经过反射镜W1和真空腔由反射镜W2反射，光束3经过反射镜W1、W2和真空腔由反射镜W3反射，光束4经过反射镜W1、W2和空气由反射镜W3反射。

2.根据权利要求1所述的大量程气体折射率实时测量系统，其特征在于：所述的反射镜W1、W2和W3上均镀有针对激光光源波长的全反膜，其中反射镜W1和W2还开有局部透射的窗口，窗口处对激光波长高透。

3.根据权利要求2所述的大量程气体折射率实时测量系统，其特征在于：所述的反射镜W1开有3的倍数个透射窗口，其中2的倍数个透射窗口位置在真空腔半径之内，保证透射过去的激光射入真空腔内，剩余1的倍数个透射窗口位置在真空腔半径之外，保证通过该窗口透射的激光射入空气。

4.根据权利要求2所述的大量程气体折射率实时测量系统，其特征在于：所述的反射镜W2开有2的倍数个透射窗口，其中1的倍数个透射窗口位置在真空腔半径之内，另外1的倍数个透射窗口位置在真空腔半径之外。

5.根据权利要求1所述的大量程气体折射率实时测量系统，其特征在于：所述的激光干涉系统也可包含4的倍数激光干涉光路，每四路光束为一组，与其他组的四路光束相对于真空腔的轴线呈轴对称分布，通过各组之间的干涉信号平均处理，可削弱由于真空腔反射镜变形带来的影响；激光干涉光路采用外差干涉或零差干涉光路结构，计算任意两个光束之间的相位差。

6.根据权利要求1所述的大量程气体折射率实时测量系统，其特征在于：该系统的测量方法为：首先由电机带动反射镜W1移动，测量出移动前后光束1和光束2两路干涉信号的相位变化，则可通过相位变化与移动距离的关系计算出绝对折射率；而后，实时测量光束3、光束4的相位差值，即可计算出当前时刻气体折射率相对于起始测量点的折射率差值，从而实现折射率的实时测量。