[发明专利]基于多级斐索干涉腔的宽波段波长计

说明书

本发明公开了一种基于多级斐索干涉腔的宽波段波长计，包括沿主光路依次共轴放置的光纤端口、凹面反射镜，沿第一子光路依次共轴放置第一反射镜、Fizeau单级腔、第一柱面镜和第一线阵探测器，以及沿第二子光路依次共轴放置第二反射镜、Fizeau多级腔、第二柱面镜和第二线阵探测器。由光纤端口发出的光经过凹面反射镜后变成平行光，再经过第一反射镜与第二反射镜后分别入射至Fizeau单级腔与Fizeau多级腔中干涉，由干涉腔后底面出射后分别经第一柱面镜与第二柱面镜汇聚能量后成像在第一线阵探测器与第二线阵探测器形成干涉条纹。本发明相比传统波长测量系统，结构更加简单稳定；同时可以通过分区镀膜实现宽波段波长高精度测量。

技术领域

本发明属于光学精密测量技术领域，特别是一种基于多级斐索干涉腔的宽波段波长计。

背景技术

随着激光技术的发展，特别是可调谐激光器及多种新型激光器的使用，使得激光源的波长迅速增多，波段也越来越宽。激光波是精密加工、精密机械制造和微电子领域的重要参数，精确地测量波长大小不仅可以保证测量的准确性，更是量值溯源的关键技术。因此，研制高精度、高分辨率以及宽谱段的激光波长计是非常有必要的。多光束Fizeau干涉仪能够快速高效的实现宽波段内波长测量，并且达到极高的精度。国内对于基于多光束Fizeau干涉仪的波长测量装置的研究还处在起步阶段，急需进一步的深入研究。同时由于镀膜工艺的限制，无法在同一干涉腔中兼顾紫外、可见和近红外宽波段内波长计的高精度测量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于多级斐索干涉腔的宽波段波长计，实现宽波段(192-1100nm)内激光波长的快速高精度测量。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于多级斐索干涉腔的宽波段波长计，其特征在于，所述宽波段波长计包括沿主光路方向依次共轴设置的光纤端口、凹面反射镜，沿第一子光路依次共轴设置的第一平面反射镜、Fizeau单级腔、第一柱面镜和第一线阵探测器，以及沿第二子光路依次共轴设置的第二平面反射镜、Fizeau多级腔、第二柱面镜和第二线阵探测器；所有光学元件相对于仪器底座平面同轴等高；

光纤端口发出的光经凹面反射镜后，以平行光入射至第一反射镜与第二反射镜，在第一子光路中，平行光经第一反射镜反射后入射至Fizeau单级腔中发生干涉，之后从Fizeau单级腔后底面出射经第一柱面镜聚焦至第一线阵探测器；在第二子光路中，平行光经第二反射镜反射后入射至Fizeau多级腔中发生干涉，之后从Fizeau多级腔后底面出射经第二柱面镜聚焦至第二线阵探测器。

进一步地，所述光纤端口位于凹面反射镜的焦点位置处。

进一步地，所述Fizeau单级腔包括沿第一子光路方向依次设置且胶合的第一基板、第一空心圆柱和第一盖板；所述第一基板的后底面镀部分反射部分透射膜；第一盖板的前底面镀部分反射部分透射膜。

进一步地，所述Fizeau多级腔包括沿第二子光路方向依次设置且胶合的第二基板、第二空心圆柱和第二盖板，所述第二空心圆柱内设有阶梯镜；第二基板后底面与阶梯镜前底面相胶合；所述阶梯镜后底面镀部分反射部分透射膜；第二盖板的前底面镀部分反射部分透射膜。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)相比传统波长测量系统，光路更加简单，无需使用参考激光。

(2)通过双腔多级结构，能够保证测量结果的高精度。

(3)可以通过分区镀膜实现宽波段波长高精度测量。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明基于多级斐索干涉腔的宽波段波长计的结构示意图。

图2为本发明Fizeau单级腔结构示意图。

图3为本发明Fizeau多级腔结构示意图。