多光束激光外差测量微冲量的装置及方法

摘要

多光束激光外差测量微冲量的装置及方法，涉及微冲量检测技术领域。本发明解决了现有小冲量测量系统存在的能量耦合效率降低以及系统误差大的问题。本发明是基于激光外差技术和多普勒效应实现微冲量的测量。本发明将激光与靶作用产生的微冲量转化为扭摆的转动角度，然后在测量光路中引入振镜，使不同时刻入射的光信号附加了一个光频，这样经过平面标准镜的前表面的反射光和其前表面和后表面多次反射之后的透射光在满足干涉的条件下，产生多光束外差干涉信号，从而将标准梁的转角的变化信息成功地调制在中频外差信号的频率差中。以PVC+2％C为工质，用扭摆法仿真测量了激光与工质作用产生的微冲量，结果表明：该测量的最大相对误差小于2.3％。

主权项

多光束激光外差测量微冲量的装置，其特征在于该装置由H0固体激光器(10)、扭摆系统、四分之一波片(12)、振镜(13)、偏振分束镜PBS(11)、会聚透镜(15)、脉冲激光器(6)、平面标准镜(14)、光探测器(2)和信号处理系统(1)组成；其中所述H0固体激光器(10)、扭摆系统、四分之一波片(12)、振镜(13)、偏振分束镜PBS(11)、会聚透镜(15)和平面标准镜(14)位于真空室(4)内，该真空室(4)有一个真空窗(3)，所述扭摆系统由标准梁(8)、平面反射镜(9)和工质靶(7)组成；在标准梁(8)的横梁一个末端的平面上黏贴有平面反射镜(9)，与该平面反射镜(9)相对的该横梁的另一侧平面上对称固定有工质靶(7)，所述平面反射镜(9)的反射面与标准梁(8)的横梁的摆动方向垂直；该标准梁(8)处在水平的平衡状态下，所述工质靶(7)的靶面与脉冲激光器发射的激光束的光轴相垂直；H0固体激光器发射激光束至偏振分束镜PBS(11)的前表面，经该偏振分束镜PBS(11)的反射光束经四分之一波片(12)透射之后发射到振镜(13)的入射面，经振镜(13)反射后的反射光束再次经四分之一波片(12)透射之后发射至偏振分束镜，经该偏振分束镜透射之后入射至黏贴在标准梁(8)上的平面反射镜(9)的入射面，该平面反射镜(9)的反射光束以入射角θ0斜入射至平面标准镜(14)，该平面标准镜(14)的反射光经会聚透镜(15)透射后，经该真空室(4)的另一个真空窗(3)聚焦到光探测器(2)的光敏面上，光探测器(2)7输出电信号给信号处理系统(1)；所述信号处理系统(1)用于根据连续接收到的信号，获得标准梁(8)的横梁所受到的微冲量。