专利名称：一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电信号检测技术领域，具体涉及一种实时进行中频信号相位及振幅 测量的正交解调系统。
背景技术：
传统的外差干涉仪系统中最终要获取的物理量基本上是有关相位的信息。少数的 干涉仪系统在获取相位信息的同时，对信号强度也进行了处理。对于相位的获取就是计算 出干涉系统当中参考信号和待测信号之间的相位差。这个相位差一般受到某一种物理量的 调制，因此，获得了相位差也就获得了待测样品的物理量信息(厚度起伏信息)。早期的干 涉仪基本上都是通过目视或者是对参考光束和测试光束所形成的干涉条纹进行拍照的方 法。随着激光器和电子技术的迅速发展，各种新型的干涉仪也应运而生，而获取相位信息的 方法也随之发生着变化。现在通常的方法是把参考信号和测试信号同时输入到相位检测仪 器当中，比如锁定放大器当中来进行对参考信号和测试信号之间的相位差的测量。虽然这 种方法完全能够满足相位差的测量，但是它仅仅能够单次测量，不能连续测量，不具有连续 数据采集和存储的功能。另外，锁定放大器内部的噪声也会对相位的高精度测量带来影响。
发明内容
为了解决现有的相位测量方法仅能单次测量而无法完成对待测物体物理量信息 (厚度起伏信息)进行连续测量的问题，本发明提供一种实时进行中频信号相位及振幅测 量的正交解调系统。本发明的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，所述正交解调 系统包括偏振正交激光发射系统、分束棱镜、检偏器、第一光电探测器、第一偏振分束棱镜、 第二偏振分束棱镜、1/4波片、扫描系统、光合束棱镜、第二光电探测器、90度倒相器、第一 乘法器、第二乘法器、A/D数据采集卡和计算机处理系统，
所述偏振正交激光发射系统输出偏振正交的双频激光束至分束棱镜的信号接收端， 所述分束棱镜将输入的双频激光束的一部分反射输出至检偏器的信号接收端，所述检 偏器使接收的反射双频激光束的偏振方向相同进而发生干涉后输出至第一光电探测器的 信号接收端，所述第一光电探测器将接收的干涉后产生的光电信号作为参考中频电信号输 出至第一乘法器的一个信号接收端和第二乘法器的一个信号接收端；
所述分束棱镜还将输入的双频激光束的其他部分透射输出至第一偏振分束棱镜的信 号接收端，所述第一偏振分束棱镜将接收的透射双频激光束的线偏振P光透射输出至第二 偏振分束棱镜的信号接收端，所述第二偏振分束棱镜将接收的线偏振P光透射输出至1/4 波片的信号接收端，所述1/4波片将接收的线偏振P光变换为右旋圆偏振P光后输出至扫 描系统的信号接收端，所述扫描系统将输入的右旋圆偏振P光变换为载有待测物体实时厚 度起伏信息的右旋圆偏振S光后输入至所述1/4波片，所述1/4波片将输入的右旋圆偏振S 光变换为线偏振S光后输出至所述第二偏振分束棱镜，所述第二偏振分束棱镜将输入的线偏振S光反射输出至光合束棱镜的一个信号接收端；所述第一偏振分束棱镜还将接收的透 射双频激光束的线偏振S光反射输出至光合束棱镜的另一个信号接收端；所述光合束棱镜 使接收的两路线偏振S光干涉后作为测量中频信号输出至第二光电探测器的信号接收端， 所述第二光电探测器将接收的测量中频信号变换为测量中频电信号输出至90度倒相器的 信号接收端，所述90度倒相器将接收的测量中频电信号移相90度后输出至第一乘法器的 另一个信号接收端，所述第二光电探测器还将测量中频电信号输出至第二乘法器的另一个 信号接收端；
所述第一乘法器将接收的参考中频电信号和移相90度的测量中频电信号相乘后输出 I路信号至A/D数据采集卡的一个信号接收端，所述第二乘法器将接收的参考中频电信号 和测量中频电信号相乘后输出Q路信号至A/D数据采集卡的另一个信号接收端，所述A/D 数据采集卡对所述I路信号和Q路信号进行实时相位及振幅采样后输出待测物体的厚度起 伏信息至计算机处理系统实时显示。本发明的有益效果为本发明提供了一种能够连续实时进行中频信号的相位及振 幅测量的正交解调系统，该正交解调系统通过扫描系统实时的对待测物体的扫描进而完成 了相位及振幅测量的解调，获得了待测物体的厚度起伏信息。
图1是本发明的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统的结构 示意图，图2是本发明的偏振正交激光发射系统1的结构示意图，图3是本发明的扫描系统 8的结构示意图；图4是具体实施方式
十中参考中频信号的时域示意图；图5是具体实施 方式十中测试中频信号的时域示意图；图6是具体实施方式
十中参考中频信号的频域示意 图，图7是具体实施方式
十中测试中频信号的频域示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一根据说明书附图1和3具体说明本实施方式，本实施方式所述的 一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，所述正交解调系统包括偏振正交 激光发射系统1、分束棱镜2、检偏器3、第一光电探测器4、第一偏振分束棱镜5、第二偏振分 束棱镜6、1/4波片7、扫描系统8、光合束棱镜9、第二光电探测器10、90度倒相器11、第一 乘法器12、第二乘法器13、A/D数据采集卡14和计算机处理系统15，
所述偏振正交激光发射系统1输出偏振正交的双频激光束至分束棱镜2的信号接收
端，
所述分束棱镜2将输入的双频激光束的一部分反射输出至检偏器3的信号接收端，所 述检偏器3使接收的反射双频激光束的偏振方向相同进而发生干涉后输出至第一光电探 测器4的信号接收端，所述第一光电探测器4将接收的干涉后产生的光电信号作为参考中 频电信号输出至第一乘法器12的一个信号接收端和第二乘法器13的一个信号接收端；
所述分束棱镜2还将输入的双频激光束的其他部分透射输出至第一偏振分束棱镜5的 信号接收端，所述第一偏振分束棱镜5将接收的透射双频激光束的线偏振P光透射输出至 第二偏振分束棱镜6的信号接收端，所述第二偏振分束棱镜6将接收的线偏振P光透射输 出至1/4波片7的信号接收端，所述1/4波片7将接收的线偏振P光变换为右旋圆偏振P光
6后输出至扫描系统8的信号接收端，所述扫描系统8将输入的右旋圆偏振P光变换为载有 待测物体U厚度起伏信息的右旋圆偏振S光后输入至所述1/4波片7，所述1/4波片7将输 入的右旋圆偏振S光变换为线偏振S光后输出至所述第二偏振分束棱镜6，所述第二偏振分 束棱镜6将输入的线偏振S光反射输出至光合束棱镜9的一个信号接收端；所述第一偏振 分束棱镜5还将接收的透射双频激光束的线偏振S光反射输出至光合束棱镜9的另一个信 号接收端；所述光合束棱镜9使接收的两路线偏振S光干涉后作为测量中频信号输出至第 二光电探测器10的信号接收端，所述第二光电探测器10将接收的测量中频信号变换为测 量中频电信号输出至90度倒相器11的信号接收端，所述90度倒相器11将接收的测量中 频电信号移相90度后输出至第一乘法器的另一个信号接收端，所述第二光电探测器10还 将测量中频电信号输出至第二乘法器13的另一个信号接收端；
所述第一乘法器12将接收的参考中频电信号和移相90度的测量中频电信号相乘后输 出I路信号至A/D数据采集卡14的一个信号接收端，所述第二乘法器13将接收的参考中 频电信号和测量中频电信号相乘后输出Q路信号至A/D数据采集卡14的另一个信号接收 端，所述A/D数据采集卡14对所述I路信号和Q路信号进行实时相位及振幅采样后输出待 测物体U的厚度起伏信息至计算机处理系统15实时显示。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一的不同之处在于本实施方式所 述正交解调系统还包括七根光纤第一光纤16-1、第二光纤16-2、第三光纤16-3、第四光纤 16-4、第五光纤16-5、第六光纤16-6和第七光纤16_7，偏振正交激光发射系统1输出的偏 振正交的双频激光束通过第一光纤16-1输入至分束棱镜2的信号接收端，经所述分束棱镜 2反射输出的双频激光束通过第二光纤16-2输入至检偏器3的信号接收端，经所述分束棱 镜2透射输出的双频激光束通过第三光纤16-3输入至第一偏振分束棱镜5的信号接收端， 经所述第一偏振分束棱镜5反射输出的线偏振S光通过第四光纤16-4输入至光合束棱镜9 的一个信号接收端，经所述第一偏振分束棱镜5透射输出的线偏振P光通过第五光纤16-5 输入至第二偏振分束棱镜6，经所述第二偏振分束棱镜6透射输出的线偏振P光通过第六光 纤16-6输入至1/4波片7的信号接收端，经所述第二偏振分束棱镜6反射的线偏振S光通 过第七光纤16-7输入至光合束棱镜9的另一个信号接收端。
具体实施方式
三本实施方式是对具体实施方式
一或二的进一步说明，具体实施 方式一或二中所述的所述正交解调系统中的分束棱镜2的分束比为50 :50。
具体实施方式
四根据说明书附图2具体说明本实施方式，本实施方式是对具体 实施方式一、二或三的进一步说明，具体实施方式
一、二或三中所述偏振正交激光发射系统 1包括2/Λ激光器1-1、光纤分束器1-2、第一偏振片1-3、第二偏振片1-4、第一声光移频器 1-5、第二声光移频器1-6和偏振分束棱镜，
所述2兴《激光器1-1输出波长为2βΜ的激光至光纤分束器1-2的信号接收端，所述光 纤分束器1-2将所述激光按照分束比x:y分成两束，其中，
一束激光输入至第一偏振片1-3的信号接收端，所述第一偏振片1-3将输入的激光变 换为偏振方向与偏振分束棱镜1-7的光轴方向相同的线偏振光输出至第一声光移频器1-5 的信号接收端，所述第一声光移频器1-5将接收的所述线偏振光移频uMHZ后输出至偏振分 束棱镜1-7的一个信号接收端，所述偏振分束棱镜1-7将所述被移频uMHZ的线偏振光的P 光透射输出至所述偏振分束棱镜1-7的出射端口，另一束激光输入至第二偏振片1-4的信号接收端，所述第二偏振片1-4将输入的激光 变换为偏振方向与所述偏振分束棱镜1-7的光轴方向垂直的线偏振光输出至第二声光移 频器1-6的信号接收端，所述第二声光移频器1-6将接收的所述线偏振光移频vMHZ后输出 至所述偏振分束棱镜1-7的另一个信号接收端，所述偏振分束棱镜1-7将所述被移频vMHZ 的线偏振光的S光反射输出至所述偏振分束棱镜1-7的出射端口，
所述P光和S光在所述出射端口形成振动方向相互垂直且频率差为MHZ的正交 偏振光束发射，且0.05< |a-v| <0.2。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
四的不同之处在于本实施方式中 —-v| =0. 1。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
四或五的不同之处在于本实施方 式中 K = 100 , V = 99.9。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
四、五或六的不同之处在于本实 施方式中的偏振正交激光发射系统1还包括两根光纤第八光纤1-8和第九光纤1-9，经第 一声光移频器1-5移频uMHZ的线偏振光通过第八光纤1-8输入至偏振分束棱镜1-7的一 个信号接收端，经第二声光移频器移频vMHz的线偏振光通过第九光纤1-9输入至所述偏振 分束棱镜1-7的另一个信号接收端。
具体实施方式
八根据说明书附图3具体说明本实施方式，本实施方式中的扫描 系统8包括双轴MEMS反射振镜8-1、三片式F-Theta透镜组8_2和高反射镜8_3，所述高反 射镜8-3的反射率为969Γ100%，所述双轴MEMS反射振镜8_1位于所述三片式F-Theta透镜 组8-2的系统焦距处，
经1/4波片7输出的右旋圆偏振P光输入至双轴MEMS反射振镜8-1的有效反射单元， 所述双轴MEMS反射振镜8-1将输入的右旋圆偏振P光反射输出至三片式F-Theta透镜组 8-2，所述三片式F-Theta透镜组8_2输出右旋圆偏振平行P光至待测物体U,经所述待测物 体U透射的右旋圆偏振平行P光输入至高反射镜8-3的反射端面，所述高反射镜8-3将输 入的右旋圆偏振平行P光反射输出右旋圆偏振平行S光，所述右旋圆偏振平行S光按原光 路返回至双轴MEMS反射振镜8-1的有效反射单元，经所述双轴MEMS反射振镜8_1反射回 载有待测物体U厚度起伏信息的右旋圆偏振S光。
具体实施方式
九本实施方式是对具体实施方式
八的进一步说明，具体实施方式
八中扫描系统8中的三片式F-Theta透镜组8_2由共轴排列的三片透镜组合而成，所述三 片透镜依次为材料为SFll的第一透镜、材料为SFll的第二透镜和材料为ΒΚ7的第三透 镜，所述三片式F-Theta透镜组8-2的系统焦距为430mm，其筒长为280mm，其前工作距离为 242. 24mm，其后工作距离为328. 50mm，所述前工作距离为双轴MEMS反射振镜8_1的有效反 射单元与材料为SFll的第一透镜之间的距离，所述后工作距离为材料为BK7的第三透镜与 待测物体U之间的距离。
具体实施方式
十本实施方式是对具体实施方式
九的进一步说明，具体实施方式
九中三片式F-Theta透镜组8-2中三个透镜的具体参数为
8 本实施方式中，从偏振正交激光发射系统1输出的偏振正交的双频激光束经过分 束棱镜2的反射后，再经检偏器3后在第一光电探测器4上形成的参考中频电信号的表达 式是
式⑴中，R表示的是第一光电探测器4的响应率，尽表示的是第一光电探测器4所 探测到的光信号功率，Δω表示的是偏振正交激光发射系统ι所发射的偏振正交的双频激
光束之间的频率差，这里等于lOOKHz, (Ph表示的是P光和S光之间的系统初始相位差。本实施方式中，在第二探测器10上所形成的测试中频电信号的表达式是 Vjgfii (x,y) 二 RAi (λ, cos(Ae)i - φ7η (x,y) - φ{})⑵
式中，R代表的是光电探测器的响应率，Δω代表的是偏振正交光源系统发射的偏振 正交光束之间的频率差，等于lOOKHz，％代表的是测试中频光的初始相位，该初始相位包
括参与扫描过程的光束所走过的光程以及系统自身存在的相位误差，这些相位在测试的过 程中相对于待测物体υ表面的厚度起伏是固定不变的。确定了参考中频电信号和测试中频电信号的光电流表达式后，再分别将这两 个电流信号输入两个乘法器中，这两个乘法器仅仅是对所输入的两路信号做数学上的相 乘，其中，使测试中频电信号在进入第一乘法器12之前先通过90度倒相器11做90度的移 相处理。对于式(1)中来说分成了
对于测试中频电信号来讲，同样也被分成了以下两部分，
经过两个乘法器的作用，得到以下的光电流表达式， 1 2
G(Xj)4— φ饿{x,y) — ft —办)—cos( -φ0 + 私)]
两路电信号输入到A/D数据采集卡14后，信号输出为 1 9
即得到了包含有待测物体厚度信息的相位函数表达式⑶和(4)，(3)和(4)式中 的礼(U)就是某一扫描时刻待测物体(x,y)处的受到厚度起伏调制的相位信息。并且
iI(U)可以通过下式来求出 而(3)和(4)式信号中的振幅部分可以由下式获得
随着扫描系统8实时的扫描，我们根据相位值就得到了待测物体的厚度起伏信息。当 扫描系统工作时，参考中频信号的时域信息如图4所示，测试中频信号的时域信息如图5所 示，所述参考中频信号的频域信息如图6所示，所述测试中频信号的频域信息均如图7所 示，由图4可以看出，由于参考中频信号没有经过扫描系统8，因此，这条曲线的振幅是等值 稳定的，由图5可以看出，由于扫描系统8正常工作，因此，测试中频信号的振幅和相位信息 会受待测物体自身的调制，由图6和图7可以看出，参考中频信号和测试中频信号的频域信 息是相同的，同时不管双轴MEMS反射振镜8-1工作与否，测试中频信号的频域信号始终存 在，这里的频率值就等于偏振正交光束的频率差ΙΟΟΚΗζ。通过采用A/D数据采集卡14对这两路电信号实时的进行数据采集，从而得到了有 关待测物体U表面厚度起伏信息，并通过计算机处理系统15实时显示。本实施方式中，各光纤为单模保偏光纤，长度为半米，采用光纤传输光束，使光束 不易受大气扰动，同时可以在一定程度上缩小系统结构，使系统结构更加紧凑。本实施方式中，P光为垂直纸面的光，S光为平行纸面的光。本实施方式避免了应用锁定放大器所带来的内部噪声，能够提高测量精度。
10
权利要求
一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，其特征在于所述正交解调系统包括偏振正交激光发射系统(1)、分束棱镜(2)、检偏器(3)、第一光电探测器(4)、第一偏振分束棱镜(5)、第二偏振分束棱镜(6)、1/4波片(7)、扫描系统(8)、光合束棱镜(9)、第二光电探测器(10)、90度倒相器(11)、第一乘法器(12)、第二乘法器(13)、A/D数据采集卡(14)和计算机处理系统(15)，所述偏振正交激光发射系统(1)输出偏振正交的双频激光束至分束棱镜(2)的信号接收端，所述分束棱镜(2)将输入的双频激光束的一部分反射输出至检偏器(3)的信号接收端，所述检偏器(3)使接收的反射双频激光束的偏振方向相同进而发生干涉后输出至第一光电探测器(4)的信号接收端，所述第一光电探测器(4)将接收的干涉后产生的光电信号作为参考中频电信号输出至第一乘法器(12)的一个信号接收端和第二乘法器(13)的一个信号接收端；所述分束棱镜(2)还将输入的双频激光束的其他部分透射输出至第一偏振分束棱镜(5)的信号接收端，所述第一偏振分束棱镜(5)将接收的透射双频激光束的线偏振P光透射输出至第二偏振分束棱镜(6)的信号接收端，所述第二偏振分束棱镜(6)将接收的线偏振P光透射输出至1/4波片(7)的信号接收端，所述1/4波片(7)将接收的线偏振P光变换为右旋圆偏振P光后输出至扫描系统(8)的信号接收端，所述扫描系统(8)将输入的右旋圆偏振P光变换为载有待测物体(U)厚度起伏信息的右旋圆偏振S光后输入至所述1/4波片(7)，所述1/4波片(7)将输入的右旋圆偏振S光变换为线偏振S光后输出至所述第二偏振分束棱镜(6)，所述第二偏振分束棱镜(6)将输入的线偏振S光反射输出至光合束棱镜(9)的一个信号接收端；所述第一偏振分束棱镜(5)还将接收的透射双频激光束的线偏振S光反射输出至光合束棱镜(9)的另一个信号接收端；所述光合束棱镜(9)使接收的两路线偏振S光干涉后作为测量中频信号输出至第二光电探测器(10)的信号接收端，所述第二光电探测器(10)将接收的测量中频信号变换为测量中频电信号输出至90度倒相器(11)的信号接收端，所述90度倒相器(11)将接收的测量中频电信号移相90度后输出至第一乘法器的另一个信号接收端，所述第二光电探测器(10)还将测量中频电信号输出至第二乘法器(13)的另一个信号接收端；所述第一乘法器(12)将接收的参考中频电信号和移相90度的测量中频电信号相乘后输出I路信号至A/D数据采集卡(14)的一个信号接收端，所述第二乘法器(13)将接收的参考中频电信号和测量中频电信号相乘后输出Q路信号至A/D数据采集卡(14)的另一个信号接收端，所述A/D数据采集卡(14)对所述I路信号和Q路信号进行实时相位及振幅采样后输出待测物体(U)的厚度起伏信息至计算机处理系统(15)实时显示。
2.根据权利要求1所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，其 特征在于所述正交解调系统还包括七根光纤第一光纤(16-1)、第二光纤(16-2)、第三光 纤(16-3)、第四光纤(16-4)、第五光纤(16-5)、第六光纤(16-6)和第七光纤(16_7)，偏振 正交激光发射系统(1)输出的偏振正交的双频激光束通过第一光纤(16-1)输入至分束棱 镜(2)的信号接收端，经所述分束棱镜(2)反射输出的双频激光束通过第二光纤(16-2)输 入至检偏器(3)的信号接收端，经所述分束棱镜(2)透射输出的双频激光束通过第三光纤 (16-3)输入至第一偏振分束棱镜(5)的信号接收端，经所述第一偏振分束棱镜(5)反射输出的线偏振S光通过第四光纤(16-4)输入至光合束棱镜(9)的一个信号接收端，经所述第 一偏振分束棱镜(5)透射输出的线偏振P光通过第五光纤(16-5)输入至第二偏振分束棱 镜(6)，经所述第二偏振分束棱镜(6)透射输出的线偏振P光通过第六光纤(16-6)输入至 1/4波片(7)的信号接收端，经所述第二偏振分束棱镜(6)反射的线偏振S光通过第七光纤 (16-7)输入至光合束棱镜(9)的另一个信号接收端。
3.根据权利要求1所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，其 特征在于所述正交解调系统中的分束棱镜(2)的分束比为50 :50。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正 交解调系统，其特征在于所述正交解调系统中的偏振正交激光发射系统(1)包括" 激光器(1-1)、光纤分束器(1-2)、第一偏振片(1-3)、第二偏振片(1-4)、第一声光移 频器(1-5)、第二声光移频器(1-6)和偏振分束棱镜，所述激光器(1-1)输出波长为的激光至光纤分束器(1-2)的信号接收端，所 述光纤分束器(1-2)将所述激光按照分束比x:y分成两束，其中，一束激光输入至第一偏振片(1-3)的信号接收端，所述第一偏振片(1-3)将输入的激 光变换为偏振方向与偏振分束棱镜(1-7)的光轴方向相同的线偏振光输出至第一声光移 频器(1-5)的信号接收端，所述第一声光移频器(1-5)将接收的所述线偏振光移频uMHZ 后输出至偏振分束棱镜(1-7)的一个信号接收端，所述偏振分束棱镜(1-7)将所述被移频 uMHZ的线偏振光的P光透射输出至所述偏振分束棱镜(1-7)的出射端口，另一束激光输入至第二偏振片(1-4)的信号接收端，所述第二偏振片(1-4)将输入的 激光变换为偏振方向与所述偏振分束棱镜(1-7)的光轴方向垂直的线偏振光输出至第二 声光移频器(1-6)的信号接收端，所述第二声光移频器(1-6)将接收的所述线偏振光移频 vMHZ后输出至所述偏振分束棱镜(1-7)的另一个信号接收端，所述偏振分束棱镜(1-7)将 所述被移频vMHZ的线偏振光的S光反射输出至所述偏振分束棱镜(1-7)的出射端口，所述P光和S光在所述出射端口形成振动方向相互垂直且频率差为MHZ的正交偏振光束发射，且0.05< <0.2。
5.根据权利要求4所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，其 特征在于一-ν| =0. 1。
6.根据权利要求5所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，其 特征在于K = 100 ,V = 99.9。
7.根据权利要求4所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统， 其特征在于所述正交解调系统中的偏振正交激光发射系统(1)还包括两根光纤第八光 纤(1-8)和第九光纤(1-9)，经第一声光移频器(1-5)移频uMHZ的线偏振光通过第八光纤 (1-8)输入至偏振分束棱镜(1-7)的一个信号接收端，经第二声光移频器移频vMHz的线偏 振光通过第九光纤(1-9)输入至所述偏振分束棱镜(1-7)的另一个信号接收端。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系 统，其特征在于所述正交解调系统中的扫描系统(8)包括双轴MEMS反射振镜(8-1)、三片式 F-Theta透镜组(8-2)和高反射镜(8_3)，所述高反射镜(8_3)的反射率为96°/Γ 00%，所述 双轴MEMS反射振镜(8-1)位于所述三片式F-Theta透镜组(8_2)的系统焦距处，经1/4波片(7)输出的右旋圆偏振P光输入至双轴MEMS反射振镜(8-1)的有效反射 单元，所述双轴MEMS反射振镜(8-1)将输入的右旋圆偏振P光反射输出至三片式F-Theta 透镜组(8-2)，所述三片式F-Theta透镜组(8_2)输出右旋圆偏振平行P光至待测物体(U)， 经所述待测物体(U)透射的右旋圆偏振平行P光输入至高反射镜(8-3)的反射端面，所述 高反射镜(8-3)将输入的右旋圆偏振平行P光反射输出右旋圆偏振平行S光，所述右旋圆 偏振平行S光按原光路返回至双轴MEMS反射振镜(8-1)的有效反射单元，经所述双轴MEMS 反射振镜(8-1)反射回载有待测物体(U)厚度起伏信息的右旋圆偏振S光。
9.根据权利要求8所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，其 特征在于扫描系统(8)中的三片式F-Theta透镜组(8_2)由共轴排列的三片透镜组合而 成，所述三片透镜依次为材料为SFll的第一透镜、材料为SFll的第二透镜和材料为BK7 的第三透镜，所述三片式F-Theta透镜组(8-2)的系统焦距为430mm，其筒长为280mm，其 前工作距离为242. 24mm，其后工作距离为328. 50mm，所述前工作距离为双轴MEMS反射振 镜(8-1)的有效反射单元与材料为SFll的第一透镜之间的距离，所述后工作距离为材料为 BK7的第三透镜与待测物体(U)之间的距离。
10.根据权利要求9所述的一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统， 其特征在于三片式F-Theta透镜组(8-2)中三个透镜的具体参数为
全文摘要
一种实时进行中频信号相位及振幅测量的正交解调系统，它涉及光电信号检测技术领域。它解决了现有的相位测量方法仅能单次测量而无法完成对待测物体物理量信息(厚度起伏信息)进行连续测量的问题，本发明包括偏振正交激光发射系统、分束棱镜、检偏器、第一光电探测器、第一偏振分束棱镜、第二偏振分束棱镜、1/4波片、扫描系统、光合束棱镜、第二光电探测器、90度倒相器、第一乘法器、第二乘法器、A/D数据采集卡和计算机处理系统。本发明适用于信号检测。
文档编号G02B27/28GK101915549SQ20101024604
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者丛海芳, 曲杨, 李彦超, 王春晖, 高龙 申请人:哈尔滨工业大学