[其他]一種共焦球面F-P掃描干涉儀

無效

• 申請號: 87209437
• 申請日: 1987-06-25
• 公開（公告）號: CN87209437U
• 公開（公告）日: 1988-09-28
• 發明（設計）人: 霍玉晶;周炳琨
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01J3/06
• 分類號: G01J3/06
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 胡蘭芝

本實用新型屬于光譜學和激光技術領域。

光纖通訊、光譜分析需要高分辨率的共焦球面F－P掃描干涉儀，尤其是近紅外波如1.3μm和1.55μm的共焦球面F－P掃描干涉儀。該儀器通常由兩個鍍有高反射膜的球面反射鏡1、2、電壓陶瓷3和帶有光欄4的外殼5組成，其原理結構如附圖一所示。反射鏡1和2組成光學諧振腔，入射光束6從右方入射到光學諧振腔內以后，傳播方向和諧振腔光軸平行的光線可在腔內多次反射而不從側面逸出諧振腔，而當光每次入射到反射鏡2上時，都有一部分光從諧振腔右端透射輸出形成輸出光7，輸出光7形成多光束干涉。用壓電陶瓷3驅動反射鏡1沿光軸方向移動，就可影響它們的干涉狀態而改變輸出光強。光強一相位曲線如附圖二所示。Ⅰ表示光強，ψ表示相位。從所得曲線可知被測光的光譜。例如NIR－1型1.3μm共焦球面F－P掃描干涉儀，它是由外殼8、帶有光欄9的壓電陶瓷底板10、壓電陶瓷11、左球面反射鏡座12、左球面反射鏡13、右球面反射鏡座14、右球面反射鏡15和其壓圈16組成，其結構如附圖三所示。二個球面反射鏡均鍍有1.3μm高反射膜，它們之間的距離由右反射鏡座14和外殼8之間的螺紋調整，旋轉右球面反射鏡座14時，右球面反射鏡15的方位由右球面反射鏡座14和外殼8構成的精密導向軸保證。其自由光譜區△v為4.3GHz，精細常數F為120（南開大學、清華大學于1986年共同研制）。該儀器的不足之處是：①調整困難，對于不可見的1.3μm光，使其透過共焦球面F－P掃描干涉儀的小通光光欄并與光學諧振腔同軸已經十分困難，而把兩個反射鏡通過一維調整的精密導向軸對不可見光調整到共焦狀態則是更加困難的；②由于二個反射鏡很難調到最佳共焦狀態，因此其精細常數較低、儀器分辨率低、成本高；③由于干涉儀反射的被測光返回被測光源，對光源工作狀態產生嚴重干擾，這不僅影響測量精度，而且會使被測光源不穩定甚至不能正常工作，使用不便。

本實用新型的目的是提出一種新型的共焦球面F－P掃描干涉儀，使其調整容易、分辨率高、成本低、使用方便，對被測光源干擾小并有更大應用范圍。

本實用新型的技術要點是在二個球面反射鏡上鍍有對可見光和不可見光均具有高反射率的反射膜；在入射光的一側裝有光隔離器，該光隔離器的各通光面上鍍有對被測光的消光反射膜。

由于兩個球面反射鏡的共焦狀態只由它們之間的相對幾何位置決定而與光波長無關，因此，在兩個球面反射鏡上鍍對可見光和不可見光都具有高反射率的反射膜，就可用對可見光的調整代替對不可見光的調整，即只要對可見光調整到最佳共焦狀態，同時也就得到了對不可見光的最佳共焦狀態，因而調整容易。又因對可見光調整兩個球面反射鏡共焦狀態是可直接觀察的，易于判斷共焦狀態精度，檢測也很容易，所以對可見光能很快地調整到最佳共焦狀態，提高了精細常數，得到高的儀器分辨率，并同時獲得了對不可見光的最佳共焦狀態和高的儀器分辨率；由于在入射光一側裝有各通光面鍍有對被測光的消光反射膜的光隔離器，從干涉儀反射回來的光不能返回光源，所以減小以至消除了對被測光源的干擾，使用方便；由于采用了雙波長的反射膜，一臺儀器既可用于可見光光譜檢測，又可用于不可見光光譜檢測，擴大了應用范圍。

本實用新型的優點是易于調整、分辨率高、成本低，對被測光源干擾小、使用方便、應用范圍廣。

附圖四是本實用新型的實施例，它由外殼17、入射光欄18、壓電陶瓷底座19、壓電陶瓷20、左球面反射鏡座21、左球面反射鏡框22、左球面反射鏡23、右球面反射鏡座24、右球面反射鏡框25、右球面反射鏡26、壓圈27、偏振器28、λ／4波片29、套筒30組成。

外殼17用熱膨脹系數小的殷鋼制成，入射光欄18粘結在壓電陶瓷底座19上，此座用螺釘固定在外殼17上。左球面反射鏡23粘結在左球面反射鏡框22內，左球面反射鏡框22粘結在左球面反射鏡座21上，左球面反射鏡座21粘接在壓電陶瓷20上，壓電陶瓷20固定于其座19上，右球面反射鏡26粘結在右球面反射鏡框25內，右球面反射鏡框25在調整好后粘結在右球面反射鏡座24上，旋轉右球面反射鏡座24可改變兩個球面反射鏡之間的距離，調好后擰緊壓圈27，以固定右球面反射鏡座24；

左球面反射鏡23和右球面反射鏡26組成光學諧振腔，兩個球面反射鏡上鍍有6328可見光和1.3μm或1.55μm不可見光的高反射膜，二個球面反射鏡具有相同的曲率半徑r，其大小由所需自由光譜區決定，二個球面反射鏡之間的距離等于r；