基于高密度光栅的高分辨率光栅干涉仪

摘要

一种基于高密度光栅的高分辨率光栅干涉仪，包括线偏振光源、偏振分束器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片、数据采集和处理及控制单元，由非偏振分束器、处于正交双频线偏振光45度放置的第一检偏器及对应的第一探测器、处于正交双频线偏振光45度放置的第二检偏器及对应的第二探测器构成的双频外差干涉光电探测单元，以及自准直装置。本发明将高密度光栅设计成负一级高衍射效率；进而采用细分光栅使得光束被标尺光栅多次衍射，并且最终垂直入射到反射镜上实现光路原路返回，通过光束多次经标尺光栅衍射,获得高光学细分倍数，从而提高光栅干涉仪的分辨率。

主权项

一种基于高密度光栅的高分辨率光栅干涉仪，其特征在于，包括：线偏振光源(8)、偏振分束器(9)、第一反射镜(2)、第二反射镜(3)、第三反射镜(4)、第四反射镜(5)、第一四分之一波片(6)、第二四分之一波片(7)、数据采集和处理及控制单元(15)，由非偏振分束器(10)、处于正交双频线偏振光45度放置的第一检偏器(11)及对应的第一探测器(12)、处于正交双频线偏振光45度放置的第二检偏器(14)及对应的第二探测器(13)构成的双频外差干涉光电探测单元，以及至少包括标尺衍射光栅(1)、与该标尺衍射光栅(1)平行的细分光栅(40)的自准直装置，所述的第一探测器(12)和第二探测器(13)的输出端分别与所述的数据采集和处理及控制单元(15)相连，所述的线偏振光源(8)发出正交双频偏振光束经所述的非偏振分束器(10)分为两束，一束射入所述的第一检偏器(11)形成干涉信号，由所述的第一探测器(12)接收后作为双频外差干涉术的参考信号传输至数据采集和处理及控制单元(15)，另一束经所述的偏振分束器(9)分为透射的P光和反射的S光，所述的P光依次经所述的第一四分之一波片(6)、第一反射镜(2)入射到所述的标尺衍射光栅(1)，所述的S光依次经所述的第二四分之一波片(7)、第二反射镜(3)入射到所述的标尺衍射光栅(1)，经该标尺衍射光栅(1)衍射后的两束‑1级衍射光入射到所述的细分光栅(40)，经该细分光栅(40)衍射的‑1级次光再次入射到标尺衍射光栅(1)上，经此多次反射后，经所述的自准直装置再自准直原路返回，两束光分别依次经所述的第一反射镜(2)、第一四分之一波片(6)与所述的第二反射镜(3)、第二四分之一波片(7)变换为与原偏振态正交的两束正交双频线偏振光，经所述的偏振分束器(9)射入所述的第二检偏器(14)形成干涉信号，由所述的第二探测器接收后作为双频外差干涉术的测量信号传输至数据采集和处理及控制单元(15)。