[发明专利]基于纳米线波导的点衍射干涉检测系统

权利要求书

1.一种基于纳米线波导的点衍射干涉检测系统，其特征在于包括线偏振激光器(S1)、二分之一波片(S2)、准直扩束系统(S3)、分光镜(S4)、可调衰减片(S5)、压电微位移器(S6)、光纤耦合器(S7)、单模光纤(S8)、波导点衍射板(S9)、显微物镜(S10)、空间滤波器(S11)、待测球面镜(S12)、反射镜(S13)、成像透镜(S14)、探测器(S15)；线偏振激光器(S1)经二分之一波片(S2)调节得到线偏振光，再经准直扩束系统(S3)产生平行光，经过分光镜(S4)产生参考波(W1)和待测波(W2)，参考波经可调衰减片(S5)衰减后，由光纤耦合器(S7)耦合到单模光纤(S8)中，然后传输到与单模光纤(S8)相连接的波导点衍射板(S9)中衍射产生参考波(W1)，所述的波导点衍射板(S9)是由二氧化硅包层(S3a)、硅基底(S3b)、氮化硅芯层(S3c)三部分构成的矩形纳米线波导结构，待测波(W2)经显微物镜(S10)会聚，在焦点处经空间滤波器(S11)滤波后，照明待测球面镜(S12)，经待测球面镜(S12)和反射镜(S13)反射后，与参考波(W1)发生干涉，经成像透镜(S14)在探测器(S15)上得到干涉条纹，利用压电微位移器(S6)对光纤耦合器(S7)进行多步移相，即可实现对参考波(W1)的移相操作，进而实现待测球面镜(S12)面形的高精度测量。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米线波导的点衍射干涉检测系统，其特征在于所述的可调衰减片(S5)，可调整参考光和检测光之间的相对光强，进而实现干涉条纹对比度可调。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳米线波导的点衍射干涉检测系统，其特征在于所述的压电微位移器(S6)和光纤耦合器(S7)固定于一体，实现参考光路的多步移相操作。

4.根据权利要求1所述的一种基于纳米线波导的点衍射干涉检测系统，其特征在于所述的波导点衍射板(S9)，其中与之相连接的单模光纤只传输基模，能有效滤除波前像差的影响，且波导点衍射板(S9)将光场限制在波长量级尺寸范围内，能在出射端衍射形成理想的大数值孔径参考球面波。

5.根据权利要求4所述的一种基于纳米线波导的点衍射干涉检测系统，其特征在于波导点衍射板(S9)是由二氧化硅包层(S3a)、硅基底(S3b)、氮化硅芯层(S3c)三部分构成的矩形纳米线波导结构；纳米线波导的氮化硅芯层(S3c)片上结构包括氮化硅芯层尺寸、弯曲波导部分以及光耦合入波导的耦合器三部分的设计；氮化硅芯层材料的折射率为2；二氧化硅包层(S3a)的折射率为1.46；氮化硅芯层尺寸设计为250nm；氮化硅纳米线波导弯曲部分的曲率半径由波导弯曲损耗和模斑光场分布变形量共同决定，波导弯曲部分的曲率半径设计为5μm；光纤与纳米线波导的耦合器设计采用Y型耦合器。