专利名称:一种共焦球面f-p扫描干涉仪的制作方法
本实用新型属于光谱学和激光技术领域：
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光纤通讯、光谱分析需要高分辨率的共焦球面F－P扫描干涉仪，尤其是近红外波如1.3μm和1.55μm的共焦球面F－P扫描干涉仪。该仪器通常由两个镀有高反射膜的球面反射镜1、2、电压陶瓷3和带有光栏4的外壳5组成，其原理结构如附图一所示。反射镜1和2组成光学谐振腔，入射光束6从右方入射到光学谐振腔内以后，传播方向和谐振腔光轴平行地光线可在腔内多次反射而不从侧面逸出谐振腔，而当光每次入射到反射镜2上时，都有一部分光从谐振腔右端透射输出形成输出光7，输出光7形成多光束干涉。用压电陶瓷3驱动反射镜1沿光轴方向移动，就可影响它们的干涉状态而改变输出光强。光强一相位曲线如附图二所示。Ⅰ表示光强，ψ表示相位。从所得曲线可知被测光的光谱。例如NIR－1型1.3μm共焦球面F－P扫描干涉仪，它是由外壳8、带有光栏9的压电陶瓷底板10、压电陶瓷11、左球面反射镜座12、左球面反射镜13、右球面反射镜座14、右球面反射镜15和其压圈16组成，其结构如附图三所示。二个球面反射镜均镀有1.3μm高反射膜，它们之间的距离由右反射镜座14和外壳8之间的螺纹调整，旋转右球面反射镜座14时，右球面反射镜15的方位由右球面反射镜座14和外壳8构成的精密导向轴保证。其自由光谱区△v为4.3GHz，精细常数F为120(南开大学、清华大学于1986年共同研制)。该仪器的不足之处是①调整困难，对于不可见的1.3μm光，使其透过共焦球面F－P扫描干涉仪的小通光光栏并与光学谐振腔同轴已经十分困难，而把两个反射镜通过一维调整的精密导向轴对不可见光调整到共焦状态则是更加困难的；②由于二个反射镜很难调到最佳共焦状态，因此其精细常数较低、仪器分辨率低、成本高；③由于干涉仪反射的被测光返回被测光源，对光源工作状态产生严重干扰，这不仅影响测量精度，而且会使被测光源不稳定甚至不能正常工作，使用不便。
本实用新型的目的是提出一种新型的共焦球面F－P扫描干涉仪，使其调整容易、分辨率高、成本低、使用方便，对被测光源干扰小并有更大应用范围。
本实用新型的技术要点是在二个球面反射镜上镀有对可见光和不可见光均具有高反射率的反射膜；在入射光的一侧装有光隔离器，该光隔离器的各通光面上镀有对被测光的消光反射膜。
由于两个球面反射镜的共焦状态只由它们之间的相对几何位置决定而与光波长无关，因此，在两个球面反射镜上镀对可见光和不可见光都具有高反射率的反射膜，就可用对可见光的调整代替对不可见光的调整，即只要对可见光调整到最佳共焦状态，同时也就得到了对不可见光的最佳共焦状态，因而调整容易。又因对可见光调整两个球面反射镜共焦状态是可直接观察的，易于判断共焦状态精度，检测也很容易，所以对可见光能很快地调整到最佳共焦状态，提高了精细常数，得到高的仪器分辨率，并同时获得了对不可见光的最佳共焦状态和高的仪器分辨率；由于在入射光一侧装有各通光面镀有对被测光的消光反射膜的光隔离器，从干涉仪反射回来的光不能返回光源，所以减小以至消除了对被测光源的干扰，使用方便；由于采用了双波长的反射膜，一台仪器既可用于可见光光谱检测，又可用于不可见光光谱检测，扩大了应用范围。
本实用新型的优点是易于调整、分辨率高、成本低，对被测光源干扰小、使用方便、应用范围广。
附图四是本实用新型的实施例，它由外壳17、入射光栏18、压电陶瓷底座19、压电陶瓷20、左球面反射镜座21、左球面反射镜框22、左球面反射镜23、右球面反射镜座24、右球面反射镜框25、右球面反射镜26、压圈27、偏振器28、λ／4波片29、套筒30组成。
外壳17用热膨胀系数小的殷钢制成，入射光栏18粘结在压电陶瓷底座19上，此座用螺钉固定在外壳17上。左球面反射镜23粘结在左球面反射镜框22内，左球面反射镜框22粘结在左球面反射镜座21上，左球面反射镜座21粘接在压电陶瓷20上，压电陶瓷20固定于其座19上，右球面反射镜26粘结在右球面反射镜框25内，右球面反射镜框25在调整好后粘结在右球面反射镜座24上，旋转右球面反射镜座24可改变两个球面反射镜之间的距离，调好后拧紧压圈27，以固定右球面反射镜座24；
左球面反射镜23和右球面反射镜26组成光学谐振腔，两个球面反射镜上镀有6328
可见光和1.3μm或1.55μm不可见光的高反射膜，二个球面反射镜具有相同的曲率半径r，其大小由所需自由光谱区决定，二个球面反射镜之间的距离等于r；
偏振器28和λ／4波片29组成光隔离器，偏振器28的偏振方向与λ／4波片29的主轴成45°角，二者粘结在一起并固定在套筒30上，套筒30固定在外壳17上。偏振器28和λ／4波片29的各通光面镀有对6328
和1.3μm或对6328
和1.55μm的消光反射膜。
这种1.3μm或1.55μm的共焦球面P－F扫描干涉仪的精细常数可达180～200，自由光谱区范围可由1GHz到8GHz，其成本比NIR－1型1.3μm共焦球面F－P扫描干涉仪降低5倍以上。
附图一是共焦球面F－P扫描干涉仪原理结构图
1——反射镜
2——反射镜
3——压电陶瓷
4——光栏
5——外壳
6——入射光束
7——输出光
附图二是光强一相位曲线
Ⅰ——光强
ψ——相位
附图三是NIR－1型1.3μm共焦球面F－P扫描干涉仪结构图。
8——外壳
9——光栏
10——压电陶瓷底板
11——压电陶瓷
12——左球面反射镜座
13——左球面反射镜
14——右球面反射镜座
15——右球面反射镜
16——压圈
附图四是本实用新型的结构图。
17——外壳
18——入射光栏
19——压电陶瓷底座
20——压电陶瓷
21——左球面反射镜座
22——左球面反射镜框
23——左球面反射镜
24——右球面反射镜座
25——右球面反射镜框
26——右球面反射镜
27——压圈
28——偏振器
29——λ／4波片
30——套筒
权利要求
1、一种共焦球面F-P扫描干涉仪，由两个镀有高反射膜的球面反射镜、压电陶瓷、光栏、外壳及调整机构组成，其特征是在二个球面反射镜上镀有对可见光和不可见光均具有高反射率的反射膜，在入射光的一侧装有光隔离器，此隔离器的各通光面镀有对被测光的消光反射膜。
2、按照权利要求
1所说的共焦球面F－P扫描干涉仪，其特征在于二个球面反射镜可镀有对6328
可见光和1.3μm不可见光均具有高反射率的反射膜。
3、按照权利要求
1所说的共焦球面F－P扫描干涉仪，其特征在于二个球面反射镜可镀有对6328
可见光和1.55μm不可见光均具有高反射率的反射膜。
4、按照权利要求
1所说的共焦球面F－P扫描干涉仪，其特征在于所说的光隔离器可由偏振器和λ／4波片组成。
专利摘要
本实用新型属于光谱学和激光技术领域：
。其主要特点是在两个球面反射镜上镀有对可见光和不可见光均具有高反射率的反射膜，在入射光一侧装有光隔离器，该光隔离器的各通光面镀有对被测光的消光反射膜。 本实用新型具有易于调整、分辨率高、成本低、对被测光源干扰小、使用方便、应用范围广等优点。
文档编号G01J3/00GK87209437SQ87209437
公开日1988年9月28日 申请日期1987年6月25日
发明者霍玉晶, 周炳琨 申请人:清华大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan