[发明专利]一种基于横向偏振后的矢量光场的距离测量系统及其应用

摘要

本发明公开了一种基于横向偏振后的矢量光场的距离测量系统及其应用，包括矢量光源、反光镜、双透镜、双缝、凸透镜、偏振片、光电探测器和信号处理系统；将双缝设置在初始点位置，将光电探测器设置在待测点位置，所述矢量光源向反光镜发射矢量光，矢量光经反光镜反射后，经双透镜调整光路宽度后，射入双缝，干涉光经过偏振片滤波后，投射在光电探测器上，根据光电探测器测得的光信息获得所述待测物体的距离。该系统具有测量精度高，且结构简单，安装方便，价格低廉，适用范围广的特点。

主权项

1.一种基于横向偏振后的矢量光场的距离测量系统，其特征在于，包括矢量光源(1)、反光镜(2)、双透镜(3)、双缝(4)、凸透镜(5)、横向偏振片、光电探测器(7)和信号处理系统(8)；将双缝(4)设置在初始点位置，将光电探测器(7)设置在待测点位置，所述矢量光源(1)向反光镜(2)发射矢量光，矢量光经反光镜(2)反射后，经双透镜(3)调整光路宽度后，形成半径为ε的光束，然后射入双缝(4)，产生干涉；干涉光经凸透镜(5)聚焦后，射入横向偏振片进行滤波，然后投射在光电探测器(7)上，光电探测器(7)测得经过偏振片滤波后的干涉图样中任一点P的光强I，并输入到信号处理系统(8)，信号处理系统(8)通过计算获得初始点到待测点之间的距离d＝2πbx/(λδ)；其中，I_x为光强I的横向分量，m为拓扑荷数，b为狭缝间距，x为P点到干涉图样中心点的水平距离，θ_B＝arccos(b/(2ε))，λ为矢量光波长；θ₀为矢量光的初始相位，l/r₀为矢量光沿径向的偏振态变化快慢参数；在探测直线位移时，将所述光电探测器与待测物体连接，将所述双缝设置在待测物体直线运动的延长线上，根据光电探测器测得的光信息获得所述待测物体的实时位移。