[发明专利]一种多光束平行激光生成装置、平行准直调节装置及方法

说明书

本申请公开了一种多光束平行激光生成装置、平行准直调节装置及方法。通过激光多光束平行准直调节装置及方法，利用两个分束镜的反射光进行干涉，观察干涉条纹后通过调节装置来调节激光光源的平行度及准直度，以此得到高平行度和准直度的激光用于多光束平行激光生成装置；利用中空屋脊棱镜反射镜和猫眼装置，形成多次反射，产生多束平行光。本发明降低了测量过程中平行度上的误差、增加了准直装置，适用于平行度和准直度要求高的多光束激光物理实验、避免了实验中的杂光干扰且降低了使用的透镜数量和大小、节约了成本。

技术领域

本申请涉及光学仪器制造及应用领域，尤其涉及一种多光束平行激光生成装置、平行准直调节装置及方法。

背景技术

在原子干涉测量领域，往往需要产生多平行和准直激光束，干涉测量原子光谱信号。传统的光学调节镜的测试效率低、成本高，不能满足光路对平行度和准直度的精度要求。

现有的多光束平行激光生成装置如图1所示，激光入射一个偏大的猫眼结构，即平行的凸透镜和第一反射镜，形成平行且方向相反的激光后入射较小的猫眼结构，再次获得平行且方向相反的激光，每次反射，激光距离凸透镜的中心越近，以此获得越来越靠近的无数条反射光，再通过一面放置于两个猫眼结构之间的反射镜，将无限的反射停止，通过这种方法获得多束平行激光，但这样的结构需要多个猫眼结构，而且对于透镜的大小有限制，难以工程化使用，在对光束平行度的测量过程中存在测量误差。目前的测量平行度的方法有指示器法、水平基准法、自准直法、干涉法、量规法等，这些方法都无法避免测量误差；在光学干涉测量领域，多数测量方法没有考虑光束准直装置，或者实现方法中无法进行光束准直，因此无法适用于对准直度要求较高的原子物理实验；在复杂的光学系统中，光路的测量区域可能受到杂光的干扰，影响光束的测量结果。

发明内容

本申请实施例提供一种多光束平行激光生成装置、平行准直调节装置及方法，解决测量过程平行光束误差大、受干扰且制造平行光束的光学透镜体积大、数量多的问题。

本申请实施例还提供一种激光多光束平行准直调节装置，包含光源和准直装置，还包括第一分束镜、第二分束镜、平移台和猫眼结构。所述猫眼结构为平行的凸透镜和第一反射镜的组合。所述光源、准直装置、第一分束镜、第二分束镜和猫眼结构均在同一光轴，所述第一分束镜的镜面与光轴的夹角＞0°，＜180°且≠90°。第二分束镜的镜面与光轴垂直。激光从光源出发，经过准直装置，通过第一分束镜和第二分束镜进入猫眼结构。所述平移台为两个，分别安装在准直装置和凸透镜上，用于微调位置。

进一步优选地，所述第一分束镜和第二分束镜的分束比为50:50。

进一步优选地，还包含光阑。所述光阑位于准直装置和中空屋脊棱镜反射镜之间。所述光阑的内孔限制成像光束大小。

进一步优选地，还包含对准装置。所述对准装置包括对准盘和光学透镜套筒。两个对准盘安装在光学透镜套筒两侧；两个对准盘的透光孔均出于入射光和出射光的光轴上；所述对准盘表面磨砂处理；所述对准盘的透光孔为圆形。

优选地，所述准直装置为准直透镜。所述准直透镜为平凸透镜且平面面对光源。光源位于准直透镜的焦点。

优选地，所述平移台尺寸上有测微头。

本申请实施例还提供一种调节激光平行及准直的方法，使用上述激光多光束平行准直调节装置，包含以下步骤：

打开光源，接收第一分束镜反射来自第二分束镜的光束；

对光束进行干涉实验，观察干涉结果，若干涉条纹为圆形，则激光的平行度和准直度符合标准；

若干涉条纹不是圆形，则微调准直装置，直到干涉条纹变为圆形。