基于双折射色散的皮米量级位移测量装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种基于双折射色散的皮米量级位移测量装置及测量方法，从输入到输出端依序设置ASE光源（1）、光纤迈克尔逊干涉仪（2）、自聚焦准直透镜（31）、起偏器（4）、双折射晶体块（5）、检偏器（6）、自聚焦准直透镜（32）、光谱仪（7）以及信号处理单元（8）。与现有技术相比，本发明利用双折射晶体中o光和e光的折射率差值与波数的近似线性关系，通过计算循环卷积最大值所对应波数，得到被测物到基准面的距离，其测量分辨率相对于传统测量方法，有很大提高，可达皮米量级。

主权项

一种基于双折射色散的皮米量级位移测量装置，其特征在于，该装置从输入到输出端依序设置ASE光源（1）、光纤迈克尔逊干涉仪（2）、第一自聚焦准直透镜（31）、起偏器（4）、双折射晶体块（5）、检偏器（6）、第二自聚焦准直透镜（32）、光谱仪（7）以及信号处理单元（8），其中： ASE光源（1），用于提供传感检测宽带光源； 光纤迈克尔逊干涉仪（2），包括光纤耦合器（9）、参考臂（10）和传感臂（11），光纤耦合器（9）用于将ASE光源（1）发出的光引入到参考臂（10）和传感臂（11），并将参考臂（10）和传感臂（11）返回的光引出，用于感受被测物位移引起的距离变化； 第一自聚焦准直透镜（31），与第二自聚焦准直透镜（32）成对使用，其中第一自聚焦准直透镜（31）用于将耦合器（9）发送的光束进行准直输出，输出的准直光束经过双折射晶体块（5）后，通过第二自聚焦准直透镜（32）耦合进光纤； 起偏器（4），用于对自聚焦准直透镜（3）输出的信号光进行起偏； 双折射晶体块（5），用于将起偏器（4）产生的线偏振光再产生两个正交的线偏振光，并且由于双折射晶体的色散效应，不同波数对应不同的光程差； 检偏器（6），用于对经过双折射晶体块的两个线偏振光进行投影产生干涉； 光谱仪（7），用于检测被测光的光谱信号； 信号处理单元（8），基于嵌入式系统或计算机，用于从光谱信号中提取出距离信息，并对应成被测物（13）位移信息。