高精度小角度测量的方法和装置

摘要

本发明公开了一种高精度小角度测量的方法和装置，该方法包括：对准直处理后得到的基准光束偏振分光得到第一线偏振光，再转换为圆偏振光并扩束后入射到测量靶镜上，由靶镜反射的检测光束逆向返回，进行缩束和再次转换，得到第二线偏振光，对第二线偏振光再次偏振分光后，将其分为光强之比为1∶1的反射光与透射光，两束光分别入射到两个棱镜上进行反射，反射后的光信号分别被两个探测器接收并处理。该装置包括：由光源、单模光纤、准直透镜、偏振分光器和λ/4波片组成的激光发射单元、扩束透镜单元、测量靶镜单元和由分光器、两个棱镜和两个探测器组成的差分探测单元。本发明兼具超高精度和大测量范围的优点。

主权项

一种高精度小角度测量的方法，包括以下步骤：(1)将激光器发出的激光通过单模光纤与准直透镜准直，得到一个空间稳定的基准光束；(2)将所述的基准光束通过一个偏振分光器偏振分光后，出射第一线偏振光；所述的第一线偏振光透过一个λ/4波片转换为圆偏振光；所述的λ/4波片的快轴方向与所述的第一线偏振光的偏振方向夹角为45°；(3)将所述的圆偏振光通过一组扩束透镜单元进行扩束，再入射到测量靶镜上，经所述的测量靶镜反射，使光束逆向返回，先通过所述的扩束透镜单元，再透过所述的λ/4波片，得到第二线偏振光，所述的第二线偏振光的偏振方向相对于所述的第一线偏振光的偏振方向旋转了90°，所述的第二线偏振光通过所述的偏振分光器后出射；(4)步骤(3)中所述的偏振分光器的出射光束通过设置在所述出射光束的光路上的分光器后，一分为二，得到反射光与透射光，所述的反射光与透射光的光强之比为1∶1；所述的反射光入射到第一棱镜上，所述的第一棱镜将光线反射第一探测器上；所述的透射光入射到第二棱镜上，所述的第二棱镜将光线反射第二探测器上；(5)将所述的第一探测器和第二探测器得到的信号进行差分处理，计算得到所述的测量靶镜的角度变化与信号之间的对应关系。