[发明专利]光学平台隔振性能声光调制检测装置与检测方法

说明书

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，具体涉及光学平台隔振性能声光调制检测装置与方法。

背景技术

随着科学技术的发展，实验仪器精度不断提高，同时对实验环境的要求越来越高，光学平台是提供这一条件的基础性设施之一。而隔振效果作为光学平台最主要的性能之一，在使用过程中由于其整体结构的形变，特别是所用隔振材料的老化或疲劳、形变会使其隔振性能逐渐发生变化，甚至对环境振动产生放大作用，因此光学平台隔振性能的检测，是其制造和使用过程中必不可少的环节。

《激光与光电子学进展》2008年第8期“光学平台结构及性能检测”一文中给出了一种“迈克尔逊干涉实时测量防振性能的方法及光路”，该方法使用迈克尔逊干涉仪进行检测，在检测过程中，光路调试难度大，且虽然平台台面的振动可以引起光程差的变化，但光程差的变化与台面振动并无明确的解析关系，难以准确评估光学平台的隔振性能。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、调试方便、隔振效果显示直观的光学平台隔振性能声光调制检测装置。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种使用光学平台隔振性能声光调制检测装置检测光学平台隔振性能的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在光学平台的中心位置放置台面水槽，地面上光学平台的前侧放置地面水槽，地面水槽和台面水槽的长度方向与光学平台的长度方向平行，地面水槽和台面水槽内装有水，光学平台左侧地面上设置有安装架、右侧地面上设置有显示屏，安装架上设置有激光器和位于激光器激光出射方向的分束镜，在分束镜的透射光方向设置有分束反射镜，激光器上设置有通过导线与计算机相连的CCD摄像头，分束镜的反射光方向地面水槽的中心平面上设置有左地面反射镜、分束反射镜的反射光方向光学平台上台面水槽的中心平面上设置有左台面反射镜，地面水槽的左侧壁中心线上端左地面反射镜的反射光方向上设置有光阑，台面水槽的左侧壁中心线上端位置左台面反射镜的反射光方向上设置有光阑，地面水槽内水面反射光方向地面上设置有右地面反射镜，台面水槽内水面反射光方向光学平台上设置有右台面反射镜，显示屏位于右地面反射镜和右台面反射镜的反射光方向。

本发明的地面水槽和台面水槽长方形水槽。

本发明的地面水槽和台面水槽内的水位高度相同。

本发明的光阑的孔径为2.3mm。

本发明的地面水槽底部中心与台面水槽底部中心在地面上投影点之间的距离至少为光学平台宽度的1.1倍。

上述光学平台隔振性能声光调制检测装置检测光学平台隔振性能的方法由下述步骤组成。

1、在地面水槽、台面水槽内分别注入蒸馏水，地面水槽和台面水槽内蒸馏水的水位高度为80mm。

2、分别调整左地面反射镜和左台面反射镜的角度至左地面反射镜和左台面反射镜的反射光通过光阑，分别与地面水槽、台面水槽长度方向的侧壁平行，使左地面反射镜的反射激光束在地面水槽水面上的入射点位于地面水槽对角线相交的中心位置、反射激光束与地面水槽内水面的入射角为88.5°，使左台面反射镜的反射激光束在台面水槽水面上的入射点位于台面水槽对角线相交的中心位置、反射激光束与台面水槽内水面的入射角为88.5°。

3、在地面水槽底部中心与台面水槽底部中心在地面上投影连线的垂直平分线上显示屏的左侧，用质量为500g的带圆锥体橡胶头的重锤，由10cm高处自由落下敲击地面，地面水槽底部地面振动和台面水槽底部光学平台振动在地面水槽和台面水槽内水表面形成表面波，水表面波对入射激光束产生调制反射，经地面水槽水表面波调制反射到右地面反射镜、由右地面反射镜反射到显示屏上，在显示屏上呈现出干涉条纹，经台面水槽水表面波调制反射到右台面反射镜、由右台面反射镜反射到显示屏上，在显示屏上呈现出干涉条纹。

用CCD摄像头连续采集显示屏上的干涉条纹，并转换成数字信号输出到计算机，选择连续采集的两列干涉条纹中各自条纹个数最多一列干涉条纹，并分别对选择的干涉条纹个数计数，计算机按下式计算地面水槽所处位置地面受激振动振幅和台面水槽底部光学平台的受激振动振幅：

A₀＝0.944(N-1)-5.5

式中A₀为地面水槽或台面水槽所处位置的受激振动振幅，单位为μm，N为地面水槽或台面水槽内水的表面波对入射激光束产生调制反射在显示屏上呈现的条纹个数最多的一列干涉条纹个数；比较在同一激励下地面受激振幅与光学平台受激振动振幅的大小，判断光学平台的隔振效果。