频率分裂氦－氖激光回馈自混合非接触测微仪的制作方法

专利名称：频率分裂氦－氖激光回馈自混合非接触测微仪的制作方法
技术领域：
本发明属于激光和精密测量技术领域，特别涉及一种氦—氖激光回馈效应自混合干涉仪(测微仪)的结构设计。
图1是现有激光回馈效应干涉仪的一般结构图。部件1是He-Ne激光放电管(又称为增益管)，2、3是贴在1上的一对(两个)激光腔镜。1、2、3构成一支He-Ne激光器，作为激光光源。它是市场上普通的He-Ne激光器。元件2有约0.1％-0.3％的光透射出来，射到光电探测器5上，5将光能转变成电信号，此电信号的大小即反映了激光器功率的大小。3是通常所说的激光输出腔镜，有0.5-1.5％的光透射出来，射到物体4上，4的形状不限，但需有一个反射面。物体4向左(或右)移动，其位移是待探测量。图2示出图1中3、4之间的距离改变时激光功率的改变。图2中，横坐标7代表4的位移，纵坐标8代表光的功率(或光强度)。此曲线和光干涉条纹的曲线有一定相似。光干涉条纹是严格的正弦(或余弦)，但这里不是严格的正弦(或余弦)。这一功率曲线由光电探测器5测出，并转变成电信号。图2给出的也是5的输出信号。理论和试验都已证明，3、4之间的距离改变半个波长，功率的改变一个周期6。5输出的电信号被送往后续电路处理(箭头以后的部分没有画出)。现有激光回馈效应干涉仪的研究也使用市场上普通的半导体激光器，二氧化碳激光器作光源。
尽管有大量文献发表，但激光回馈自混合干涉仪(也即激光回馈效应干涉仪)作为一项科学研究内容取得了很多理论成果，但作为测量技术的研究却遇到了不可克服的困难，即它只能给出图2的曲线，而不能判断位移的方向和细分。所说不能判断位移的方向是指当4向左或向右位移时都得到图2所示的曲线。比如，4向左位移一个波长后又向右位移一个波长回到原位，位移应该是零。但它却将两个方向的位移叠加，给出两个波长的位移的错误结果。这说明一个没有方向判断能力的位移传感器是难以工作的。有资料上报道，当回馈光很强时，激光功率在改换位移方向时出现“类锯齿波”现象(不同运动方向类锯齿波向不同方向倾斜)，建议由此“类锯齿波”现象判别位移方向。这在实际中也是不能成功的，因为“类锯齿波”在位移方向改变过程中总有1-2个波长的范围“类锯齿波”没有方向倾斜，造成1-2个波长的数据丢失。如果一次测量中，向左向右改换五次方向，就要产生5-10个波长的测量误差。这实在是太大了。与其他技术相比，没有竞争力。而且，“类锯齿波”并不稳定出现。所说已有的技术不能细分是指它只能“读出”图2中整数个周期位移。而在图2曲线一个周期内，位移量无法给出。即在不要求判向的情况下，最高分辨率也只有半个波长，无法获得比半个波长更好的分辨率。

发明内容
本发明的目的是提供一种频率分裂氦—氖激光(HeNe激光)回馈自混合非接触测微仪，该测微仪不使用普通氦氖激光器而是利用频率分裂激光器作光源，以克服现有激光回馈效应干涉仪既不能判向又不具有细分功能的缺陷，构成一种既具有判向能力又有细分能力的激光回馈自混合非接触测位移(干涉仪)，使自混合干涉仪能广泛在实际中使用。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的一种激光回馈自混合非接触测微仪，主要由氦—氖激光器光源，光电探测及信号处理单元、含有回馈光路的回馈腔以及带有反射面的被侧物体组成，其特征在于所述氦—氖激光器光源采用由氦—氖激光放电管、反射镜和可在激光腔内产生双折射效应的双折射元件组成的频率分裂氦—氖激光器。
本发明中的光电探测及信号处理单元包括依次设置在所述频率分裂氦—氖激光器的尾光光路中的偏振分光镜、两个光电探测器、两个电子放大器及信号处理及显示装置，所述的回馈腔是一个由一片与激光输出腔镜平行的反射镜和安装在所述被测物体表面上的一个角锥棱镜组成的棱镜折迭回馈腔。
在上述方案的基楚上，本发明的特征还在于在所述的频率分裂氦—氖激光器的输出光路中设置一个可将激光束分成两束的分光镜，所述的光电探测及信号处理单元包括依次设置在所述的一束分光光路中的偏振分光镜、两个光电探测器、两个电子放大器及信号处理及显示装置，另一光束射向被测物体。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果频率分裂HeNe激光回馈自混合非接触测微仪由于不使用普通的He-Ne激光器或半导体激光器作为激光回馈干涉仪的光源，而是使用频率分裂激光器作光源，使频率分裂激光器输出两个正交偏振的频率，由输出光偏振状态的变化次数给出位移的大小；激光回馈自混合效应不受被侧面和激光器之间距离的限制，因此具有大的测量范围；测量中，频率分裂激光器和被测量物体非接触；采用了折迭回馈腔，能方便地将到达被测物体表面的频率分裂激光器光束反射回激光器内；结构简单，造价低。本发明使激光回馈自混合干涉仪具有了判向、细分、免调整的能力。从而使自混合干涉仪能广泛在实际中使用。


图1现有激光回馈效应干涉仪的一般结构图。
图2是现有激光回馈效应一般输出曲线示意图。
图3.1为本发明实施例的结构原理示意图。
图3.2为本发明的另一实施例的结构原理示意图。
图3.3为本发明的第三实施例的结构原理示意图。
图4为采用图3结构中，因被测物体移动，两个正交偏振频率各自的功率时变化的实验曲线示意图。
图5为本发明设定一个门槛功率时，门槛功率之上的实验曲线。
图6.1为名称为“位移自传感HeNe激光器系统”的专利(申请号为98117756.5)的结构示意图。
图6.2为图6.1所示专利的偏振光功率与构成激光谐振腔的两个腔镜之一位移时所形成的曲线。激光谐振腔的两个腔镜之一位移实为激光谐振腔长的改变，与激光器之外任何元件的移动无关。
图7.1为本发明采用的频率分裂激光器的一个具体实施例，其双折射元件为一片施有外力的激光腔镜的基片。
图7.2为半外腔结构的频率分裂激光器，其双折射元件是激光增益管的镀有增透膜的窗片。
图7.3为半外腔结构的频率分裂激光器，其双折射元件置于激光增益管和激光腔镜之间。
图8.1为本发明采用的频率分裂激光器的一个具体实施例，其双折射元件为一片镀在激光腔镜基片上的双折射膜，此双折射膜夹在反射膜和增透膜之间。
图8.2为本发明采用的频率分裂激光器的一个具体实施例，其双折射元件为镀在激光腔镜基片上的双折射膜，此双折射膜夹在基片和增透膜之间。
图8.3为半外腔式结构，其双折射镀在激光增益管窗片基片上，在基片和增透膜之间。
图9.1示出的是由腔内自然双折射元件产生频率分裂的结构。
图9.2示出的是另一种由腔内自然双折射元件产生频率分裂的结构。
图10为激光腔内采用电光晶体作为双折射元件的频率分裂激光器结构。
具体实施例方式
下面结合附图进一步说明本发明的原理、结构及及具体实施方式
。
图1是现有激光回馈效应干涉仪的一般结构图。图2是现有激光回馈效应一般输出曲线示意图，给出回馈镜到激光输出镜之间的距离改变时激光功率的改变。
图3.1为本发明的原理结构示意图。该频率分裂HeNe激光回馈自混合非接触测微仪由三个部分构成光电探测及处理单元26、频率分裂HeNe激光器光源25和棱镜折迭回馈腔24。待测物体是27。光电探测及处理单元26包括依次设置在频率分裂HeNe激光器的尾光光路中的偏振分光镜10，两个光电探测器11和12，两个放大器13和14以及信号处理及(位移)显示装置15。所述频率分裂HeNe激光器光源25是由激光腔镜16、HeNe激光放电管17、施有外力18的光学玻璃基片19及镀在19左表面镀增透介质膜32、右表面镀有部分透射的(即输出)反射膜33构成。由于光学玻璃基片19施有外力18，它成为一个双折射元件，在激光腔内产生双折射效应。如19为圆形，施加的外力沿着一个直径。如19为方形，施加的外力和方形的一个边垂直。19的左表面是封装在17管口上的。21是待测目标27的表面，在该表面上，安装有角锥棱镜29。实际上，需要时，21上可以贴上、安装任何一类反射面或逆向反射器，也可是被测物体本身的一个反射面。将频率分裂HeNe激光器出射的光束再反射回激光谐振腔内。棱镜折迭回馈腔24是本发明特指的一种逆向反射器频率分裂HeNe激光器输出的激光束射到角锥棱镜29内，又从29出来射到反射镜31上，又按原路返回、重入激光谐振腔。从棱镜理论可知，只要31和33平行，29的倾斜、扭转不影响激光束返回、重入激光谐振腔。于是，棱镜折迭回馈腔24的采用可以免除由21直接将激光束反射回激光器调整的困难。角锥棱镜29和棱镜架30组装在一起，并和被测物体27直接连接。22表示27左右位移的方向。按物理光学的定义，29、31和33构成一个折迭谐振腔，我们称其为棱镜折迭回馈谐振腔。(L)是折迭回馈谐振腔的腔长，实际上是从33到31、再到29的长度。
图3.2表示出本发明的第二种实施例的原理结构示意图。其与图3.1所示出的结构基本相同，用于27尺寸太小、太薄或其表面不允许装置角锥棱镜的场合。在此情况下，21直接面对频率分裂HeNe激光器25，且是把激光器输出的激光束反射回激光器内。按物理光学的定义，21和33也构成一个谐振腔，我们也称其为回馈谐振腔。测量中，21可以是被测零件27的表面，也可以是一种贴在被测零件表面的一片介质或镀金属的薄反射镜，甚至是一片有一定反射率的纸面，20为激光器的输出光。(L)是回馈谐振腔的腔长，是从33到21的距离。
图3.3表示出本发明的第三种实施例的原理结构示意图。其与图3.1，3.2所示出的结构基本相同，该结构是在频率分裂氦—氖激光器光源25与带有反射面的被侧物体27之间设置一个可将激光束分成两束的分光镜23，在分光后的一束光路中，在所述分光镜23与信号处理及显示装置15之间依次设置偏振分光镜10、两个光电探测器11和12及两个电子放大器13和14，而另一光束光射向被测物体27的反射面21。
上述图3.2、图3.3两种结构的不同不同之处在于图3.2的结构利用激光器的尾光(任何激光器都会有尾光输出)进行信号处理，图3.3的结构则由分光镜23将激光器的输出光分出一部分32进行信号处理。另一部分输出光20仍然射向被测物体表面。
特别指出的是，本发明的频率分裂激光器25和被测物体27之间没有任何的接触，在它们之间只有光束的往返。这是本发明和名称为“位移自传感HeNe激光器系统”的专利(申请号为98117756.5)不同之处。见图6.1。专利“位移自传感HeNe激光器系统”的两个激光腔镜中的一个通过一个测杆和被测物接触，测杆总对被测物施有一个测量力。本发明不对被测物施加任何测量力。
本发明的物理原理如下。
因为在激光谐振腔内有双折射效应(由双折射元件决定)，激光腔内存在两个正交偏振方向和一个光程差，由于此光程差的存在，激光器内出现两个正交的主方向，同时激光器原本几何长度唯一的谐振腔变成物理上有两个长度的谐振腔，从而形成两个不同的频率正交偏振的频率一个是o光频率，一个是e光频率。o光和e光之间的频差大小正比于光程差的大小。这样的激光器称之为频率分裂激光器。
图4表示出图3的结构中的27位移时，频率分裂激光器输出的o光和e光的功率曲线示意图，给出回馈镜到激光输出腔镜之间的距离改变时频率分裂激光器输出功率的改变。即给出了频率分裂激光器功率对反射镜21位移关系曲线。图4中横坐标50代表27的位移，纵坐标51代表激光功率。曲线53是o光的回馈曲线(实心的“点”)，而曲线54是e光的回馈曲线(用空心的“点”表示)。从图4可见，无论是o光的功率回馈曲线，还是e光的功率回馈曲线都是周期性改变的。o光、e光两曲线的合成曲线也是周期性的。且o光功率的增强必然伴随着e光功率的减小，或一旦e光出现，o光的功率立即减小。一种光功率最大时，另一种光的功率几乎趋近于零。或说o光、e光轮流出现。因此，两个光电探测器11、12轮流被照亮，顺序是11被照亮，→12被照亮，如此反复。当然这种交替的过程是渐变的。
上述现象可以将物理光学F-P腔理论和激光模竞争理论相结合加以解释。反射镜33、21可看成物理光学中的法布里—百洛标准具(又称为法布里—百洛谐振腔，简称F-P)，31与33组成一个经29折迭了的法布里—百洛谐振腔.通常简称法布里—百洛谐振腔为“F-P腔”。由于频率分裂激光器25的腔内有双折射元件，它出射的激光束里包含o光和e光，o光和e光有不同的频率(波长)，频率差可通过改变激光器内双折射大小选择。我们一般选为几十MHz到几百MHz。F-P腔是一种波长(频率)选择元件，它的腔长L一定，它的反射波长(频率)就被确定了。它反射的波长又回到激光器25内。在反射面21(或图3.1中的29)向左或向右的位移中，L发生改变，F-P的反射波长也发生变化，顺次将o光和e光反馈回频率分裂激光器25中。当o光反馈回25中时，反馈的o光和本来在25中振荡的o光迭加，得到增强。由于o光和e光频率差不大，处在同一个激光介质增益线烧孔内，存在频率竞争，因反馈迭加增强的o光占据了更多以至所有增益。而e光就得到较少的增益甚至得不到增益，最终被抑制而不能振荡。所有的峰值点(o光功率最大值e光功率最小值，或e光功率最大值o光功率最小值处)就是模竞争最强，一个频率被抑制而不能振荡，另一个频率获得最大增益，得到最大功率的点。图4中，这些点是以L为横坐标的。图4的横坐标是无量纲的位移，本发明说明书还将在下文指出其代表真实的位移量。在两相邻峰值点中间，为o光、e光增益转移也即功率的相互转移过程(区)。每两峰值点正中间有一个o光、e光的等光强点。
图6.1是申请号为98117756.5的发明专利的结构图，图6.2是此结构中激光器两个腔镜之一被测杆推着移动时输出的激光功率曲线，用于和图5的曲线对比。
图5表示出经分析图4后，设定一个门槛功率55之后的o光、e光功率所呈现的特性。档去门槛功率以下的部分后，在一个周期内我们可以看到四个区域e光区60(无o光)，o光+e光区61(o光、e光同在)，o光区62(无e光)，无光区63(o光、e光都不存在)。再进一步，激光频率分裂的大小合适时，四个区域60、61、62、63的宽度可以大致是相等的。在所述的门槛功率55的设定是在信号处理电路中实现的。激光功率被光电探测器11和12转化成电压信号，并在信号处理电路中设有一个门槛电平，取高于门槛电平的电信号进行位移计算、位移判向和细分。也可以取低于门槛电平的电信号进行位移计算、位移判向和细分。
图3中，偏振分光镜10将激光束中的o光和e光分开，光电接收器11、12分别将o光和e光功率转化成电压信号，门槛功率55(图5)设定的是由15中是信号处理电路完成的，信号处理电路档去门限电平(也即门槛功率)以下的部分，也即只保留高于门限电平的电信号。
图6.2中的60、61、62、63和图5中的103、104、105、106是对应相似的。假设图6.2中101、102分别为e光和o功率曲线的话，60和103都是e光区，61和104都是o光+e光区，62和105都是o光区，63和106都是“无光区”。注意“无光区”是定义门槛功率55后功率为相对“零”点功率，并不是实际的激光功率为零，这种定义是数学上和实际电路中常用的。
判向可由电路按四个区域光的偏振的不同性质实现。比如，图3.2中21(或图3.1中29)刚开始移动时，两偏振频率正处在62区。21(或29)移动的方向是向着33，功率曲线向右便进入“无光区”，如21离开33而去，功率曲线向左移便进入o光e光共存区61。以四个区域的任何一个为位移测量的出发位置，都能从此位置两边区域的偏振和功率特点区分出21(或29)是向左或向右移动。
实际上探测器探测到的是完整的光功率曲线，门槛功率55，即相对功率“零”功率设定可以由电子线路15实现。同样，使用门槛电平以下的曲线也具有同样的效果。
用和申请号为93114899的发明专利“高精度激光腔变位移/折射率测量方法及装置”中类似的方法，可以证明反射(面)镜21向着输出腔镜33移动了二分之一个波长(在谐振腔空气光路内)o光(或e光)的功率出现一个周期的变化。图5中的四个区域60、61、62、63的总和恰为一个周期。即每顺次出现四个区域一次，表示20(L)改变了(也即反射镜21走过了)二分之一波长。而每出现一个区域，表示21走过八分之一波长，所以，如出现的区域数是N，有 式中，N正，N负分别代表反射面21(或角锥棱镜29)向右和向左的位移时祖国的区域数，在图4、图5中横组表50的正方向和负方向。此式与申请号为93114899的发明专利中的位移测量原理公式相同。即分辨率为79nm。更一般的说，这也与激光干涉仪的原理公式类似。但激光干涉仪的原理公式等号右边的系数不是1/8，而是1/2。
本发明的物理原理本身已包含了实现细分以提高测量分辨率和精度的技术。而激光干涉仪细分不是由仪器原理本身而是由测相或电子细分实现的。
在使用折迭回馈谐振腔时分辨率提高一倍，式(1)的系数1/8变成1/16，即分辨率为39.5nm。
值得注意的是专利申请号为93114899和申请号为98117756.5的发明专利属于接触式的位移传感器(见图6.1)，测杆的一头和被测物体接触、另一头和激光反射镜连接，此反射镜是激光器的一部分。没有此反射镜，激光器不能工作。而本发明的激光反射镜是不动的，移动的是被测物体及器上的反射面21(或29)，21不是激光器的一部分。没有反射镜21(或29)，激光器照样能稳定工作。
产生频率分裂可由几种元件(方法)实现应力双折射反射法，双折射膜法，自然双折射元件法。
图7～图10中，列出本发明中的关键部件频率分裂激光器25的具体实施例。
图7.1为本发明采用的频率分裂激光器的一个具体实施例，其双折射元件为一片施有外力18的光学玻璃基片19。19的左表面镀增透膜32、右表面镀有部分透射的(即输出)反射膜33。如19为圆形，施加的外力沿着一个直径。如19为方形，施加的外力和方形的一个边垂直。19的左表面是封装在17管口上的。
图7.2为半外腔结构的频率分裂激光器，其双折射元件是施有外力18的光学玻璃基片19作为激光增益管窗片。19两表面都镀增透介质膜32。激光反射镜16，激光放电管的管体17和激光增益管窗片19组成HeNe激光增益管，激光增益管再和激光反射镜151一起构成频率分裂激光器。19封装在17的管口上。加力方法同图7.1。激光增益管和激光反射镜由两个端片206、207以及熔融石英管(或底板、殷钢管或殷钢底板)208连接成一体。使用熔融石英管(或底板、殷钢管或殷钢底板)是为了减小激光腔的热膨胀，稳定激光腔。
图7.3是半外腔结构的频率分裂激光器，其双折射元件是置于激光增益管和激光反射镜151之间，施有外力18的光学玻璃基片19。19两表面都镀增透膜32。
图8.1中，双折射元件是双折射膜83。双折射膜83本身有双折射特性，可造成激光频率的分裂。双折射膜83镀在光学玻璃基片19上。为了减小83左表面对光的反射，其上镀又一层增透膜32。光学玻璃基片19右侧镀反射膜33(部分反射膜)。19的左表面是封装在管口上的。
图8.2与图8.1有类似的结构，双折射元件也是双折射膜83。但基片19的左侧依次镀有双折射膜83、增透膜32，其基片的右侧镀反射膜33。
图8.3也是使用双折射膜的频率分裂激光器结构，但激光器结构为半外腔式。由激光腔镜16、氦—氖激光放电管17、激光增益管窗片(光学玻璃基片)19，激光腔镜151组成频率分裂激光器。激光增益管窗片(光学玻璃基片)19左表面依次镀双折射镀83、增透膜32。右表面只镀增透膜32。激光增益管17和激光反射镜19由两个端片206、207以及熔融管状石英(或一块底板)(或殷钢管、殷钢底板等)208连接成一体。使用熔融石英管(或底板)(或殷钢管、殷钢底板)是为了减小激光腔的热膨胀、稳定激光腔。
图9.1示出的是由腔内自然双折射元件产生频率分裂的结构。自然双折射元件150本身是一片双折射晶体，此双折射晶体片左表面镀增透膜32，右表面镀反射膜33。双折射晶体片可以是晶体石英，也可以是方解石等。
图9.2示出的是另一种由腔内自然双折射元件产生频率分裂的结构。在此结构中，自然双折射元件150置于激光器内，它的两表面镀增透膜32。
如图10示出的是由腔内电光晶体元件产生频率分裂的结构。在此结构中，频率分裂激光器是半外腔结构。160是激光放电管的窗片，其两表面镀增透膜。206是一片电光晶体，其可以是KDP、尼酸锂等，其两表面也镀增透膜。206上加直流电压，激光器频率分裂正比于此电压。而19左表面镀反射膜，不需要双折射的功能。
权利要求
1.一种激光回馈自混合非接触测微仪，主要由氦—氖激光器光源，光电探测及信号处理单元、含有回馈光路的回馈腔以及带有反射面的被侧物体组成，其特征在于所述氦—氖激光器光源采用由氦—氖激光放电管、反射镜和可在激光腔内产生双折射效应的双折射元件组成的频率分裂氦—氖激光器。
2.按照权利要求1所述的一种激光回馈自混合非接触测微仪，其特征在于所述的光电探测及信号处理单元包括依次设置在所述频率分裂氦—氖激光器的尾光光路中的偏振分光镜、两个光电探测器、两个电子放大器及信号处理及显示装置，所述的回馈腔是一个由一片与激光输出腔镜平行的反射镜和安装在所述被测物体表面上的一个角锥棱镜组成的棱镜折迭回馈腔。
3.按照权利要求1或2所述的一种激光回馈自混合非接触测微仪，其特征在于在所述的频率分裂氦—氖激光器的输出光路中设置一个可将激光束分成两束的分光镜，所述的光电探测及信号处理单元包括依次设置在所述的一束分光光路中的偏振分光镜、两个光电探测器、两个电子放大器及信号处理及显示装置，另一光束射向被测物体。
4.按照权利要求1、2或3所述的一种激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的双折射元件为一片施加有外力的应力双折射反射镜，其左表面镀增透介质膜，右表面镀部分透射的反射膜，所述双折射反射镜的左侧是封装在管口上的。
5.按照权利要求1、2或3所述的一种激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的频率分裂激光腔是由两个反射镜组成的半外腔结构，所述的双折射元件是激光增益管的窗片，其两表面都都增透介质膜，此激光增益管窗片上施加一个外力。
6.按照权利要求1、2或3所述的激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的频率分裂激光腔是由两个反射镜组成的半外腔结构，所述的双折射元件置于激光增益管窗片和激光反射镜之间，其上施加一个外力的光学玻璃片。
7.按照权利要求1、2或3所说激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的双折射元件是一片双折射膜反射镜。
8.按照权利要求7所述的激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的双折射膜反射镜由基片上镀的三层膜构成，从激光器里向外依次是增透膜，双折射膜，全反射或部分反射膜。
9.按照权利要求7所说激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的双折射膜反射镜由基片上镀三层膜构成，基片的左侧依次镀有双折射膜、增透膜，其基片的右侧镀反射膜。
10.按照权利要求1、2或3所述的激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的频率分裂激光腔是由两个反射镜组成的半外腔结构，所述的双折射元件一侧镀一层双折射膜，再镀一层增透膜，另一侧镀一层增透膜的窗片。
11.按照权利要求1、2或3所述的激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的双折射元件是一片自然双折射晶为基片制成的反射镜，此基片内表面镀增透膜，外表面镀反射膜。
12.按照权利要求11所说的激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的频率分裂激光器由两个反射镜组成的半外腔结构，自然双折射晶体元件置于两个激光反射镜之间。
13.按照权利要求1、2或3所说的激光回馈自混合非接触测微仪，其特征是所述的频率分裂HeNe激光器是半内腔结构，所述的双折射元件是一块在其上加直流电压的电光晶体。
14.按照权利要求1、2或3所述的激光回馈自混合非接触测微仪，其特征所述的被测物体的反射面可以直接利用被测物体本身的一个表面作反射面，也可以是加在被测物体上的一个反射面。
15.按照权利要求1、2或3所述的激光回馈自混合非接触测微仪，其特征在于在信号处理电路中设有一个门槛电平。
全文摘要
频率分裂氦-氖激光回馈自混合非接触测微仪,涉及一种氦-氖激光回馈效应自混合干涉仪的结构设计。本发明主要由氦-氖激光器光源,光电探测及信号处理单元、含有回馈腔及带反射面的被侧物体组成,其激光器不使用普通氦氖激光器,而是利用频率分裂激光器作光源,该激光器由激光放电管、反射镜和可在激光腔内产生双折射效应的双折射元件组成。因此本发明有效解决了激光回馈自混合非接触测位仪不能判向、不能细分和与被测物体之间定位困难的问题,使自混合干涉仪真正能实际使用。本发明结构简单,造价低,测量范大,分辨率可达到1/16。本发明将在位移测量,振动测量,定位等领域发挥极为重要的作用。
文档编号G01B11/02GK1379225SQ0212079
公开日2002年11月13日 申请日期2002年5月31日 优先权日2002年5月31日
发明者张书练, 李岩, 丁迎春, 朱钧 申请人:清华大学