本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种激光波长测量装置及其标定方法、测量方法。
背景技术：
激光干涉仪是以激光波长为长度计量基准的高精度测量仪器，其波长的不确定度直接确定了仪器所能达到的最高精度。目前激光稳频的方法是将激光锁定到fabry-perot(f-p)腔上，此技术称为相位调制光外差技术，又称pdh稳频技术。由于f－p腔长会随着外界温度变化发生漂移，激光频率也会随着腔长发生漂移。为解决腔长漂移带来的误差，通常需要将腔长锁定到另一个用原子谱线稳定的激光器上，从而实现激光器、吸收谱线和光腔三者之间的闭环锁定，以达到精密测量物理对激光频率稳定度的要求，但是此方法结构比较复杂，实验难度较高。廖立新等人在《用双棱镜测激光波长的简单方法》提出通过双棱镜干涉测量激光波长的方法，但该方法的波长测量精度仍然较低，难以实现高精度的激光波长测量。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种激光波长测量装置及其标定方法、测量方法，本发明测量结构简单，成本低，测量精度较传统方法有显著提高。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种激光波长测量装置，包括棱镜、光电探测器与处理系统，所述棱镜用于接收激光，且使入射的激光发生折射后射出，所述光电探测器用于接收发生折射后的激光，并测量其入射位置，所述处理系统用于根据光电探测器接收到的激光的入射位置变化量，计算出被测激光的波长。
在更优的方案中，上述激光波长测量装置还包括至少一个反射镜，从棱镜中出射的激光束入射至反射镜，经反射镜反射后入射至光电探测器。增大光臂可以增大光电探测器上的入射位置变化量，提高计算精度，通过设置反射镜，使激光束经过一次或多次反射后再入射至光电探测器中，不仅可以增大光臂，而且可以不增加装置的水平空间，换言之可以在提高测量精度的情况下使装置尺寸尽可能小。
进一步优化的方案中，所述反射镜为多个，且多个反射镜平行设置。多个反射镜实现多次反射，可以进一步增大光臂，且整体尺寸小，平行设置结构简单，计算方便。
进一步优化的方案中，反射镜与光电探测器平行设置。
在进一步的方案中，所述棱镜包括棱镜面一与棱镜面二，所述激光入射至棱镜的棱镜面一，并发生折射，发生折射后的激光入射至棱镜面二时，棱镜面二使得激光再次发生折射，激光发生折射后形成折射角从棱镜面二射出。
在进一步的方案中，所述棱镜面一与棱镜面二相接，其夹角为锐角。
在进一步的方案中，所述棱镜的材质为光子晶体。
另一方面，本发明同时提供了上述激光波长测量装置的标定方法，包括以下步骤：
调整棱镜与光电探测器的位置关系，使得入射激光入射至棱镜，经棱镜的两个棱镜面折射后射出，并可以被光电探测器接收；
使已知波长激光入射至棱镜，测量该激光在光电探测器上的入射位置；
给定入射激光波长分别为λ1、λ2、λ3…λn,记录对应波长下的光电探测器一的位置变化量x1、x2、x3…xn，通过非线性拟合获得激光波长变化量与光电探测器的位置变化量的公式和/或关系曲线。
上述激光波长测量装置的一种测量方法，包括以下步骤：
调整棱镜与光电探测器的位置关系，使得入射激光入射至棱镜，经棱镜的两个棱镜面折射后射出，并可以被光电探测器接收；
使已知波长的原始激光入射至棱镜，测量原始激光在光电探测器上的入射位置；
使被测激光入射至棱镜，且被测激光的入射角与原始激光的入射角相同，被测激光入射至棱镜的入射位置相同，测量被测激光在光电探测器上的入射位置；
根据原始激光和被测激光在光电探测器的位置计算入射位置变化量，根据激光波长变化量与光电探测器的位置变化量的公式和/或关系曲线计算出被测激光的波长。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明激光波长测量装置，通过棱镜的设置，利用棱镜对不同波长的激光折射角不同，可以使得当激光波长发生改变时，折射角发生改变，则激光入射至光电探测器的位置发生改变，通过检测光电探测器上的位置变化即可计算出被测激光的波长，本发明测量结构简单，成本低，测量精度较传统方法有显著提高。
通过一个或多个反射镜的设置，使激光束经过一次或多次反射后再入射至光电探测器中，不仅可以增大光臂，而且可以不增加装置的水平空间，减小整个装置的尺寸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1中提供的一种激光波长测量装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1中提供的另一种激光波长测量装置的结构示意图。
图3为实施例2中提供的一种激光波长测量装置的结构示意图。
图4为实施例3中提供的一种激光波长测量装置的结构示意图。
图中标记说明
激光1，棱镜2，棱镜面一21，棱镜面二22，光电探测器3，反射镜一4，反射镜二5。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本实施例示意性地公开了一种激光波长测量装置，包括棱镜2与光电探测器3，所述棱镜2包括棱镜面一21与棱镜面二22，作为一种方式，激光1垂直入射至棱镜面一21，在棱镜中传输后从棱镜面二22射出，经过棱镜面二22时，棱镜面二22使激光1发生了折射，并使激光1形成一定的折射角射出，光电探测器3接收到已经发生了折射的激光1，并测量其入射位置，所述处理系统用于根据光电探测器接收到的激光的入射位置变化量，计算出被测激光的波长。
光电探测器3的位置可以任意摆放，如图1和2所示，只要保障在测量的过程中，能够接收到从棱镜2出射的激光束即可。
作为一种较优的实施方式，棱镜面一21与棱镜面二22呈锐角相接。在保障激光1入射棱镜2，发生折射后仍然能入射光电探测器3的情况下，不限制棱镜面一与棱镜面二的夹角度数。
基于上述激光波长测量装置，其标定方法包括以下步骤：
调整棱镜与光电探测器的位置关系，使得入射激光入射至棱镜，经棱镜的两个棱镜面折射后射出，并可以被光电探测器接收；
使已知波长激光入射至棱镜，测量该激光在光电探测器上的入射位置；
给定入射激光波长分别为λ1、λ2、λ3…λn,记录对应波长下的光电探测器一的位置变化量x1、x2、x3…xn，通过非线性拟合获得激光波长变化量与光电探测器的位置变化量的公式和/或关系曲线。
基于上述激光波长测量装置的一种测量方法，具体地，包括以下步骤：
调整棱镜与光电探测器的位置关系，使得入射激光入射至棱镜，经棱镜的两个棱镜面折射后射出，并可以被光电探测器接收；
使已知波长的原始激光入射至棱镜，测量原始激光在光电探测器上的入射位置；
使被测激光入射至棱镜，且被测激光的入射角与原始激光的入射角相同，被测激光入射至棱镜的入射位置相同，测量被测激光在光电探测器上的入射位置；
根据原始激光和被测激光在光电探测器的位置计算入射位置变化量，根据激光波长变化量与光电探测器的位置变化量的公式和/或关系曲线计算出被测激光的波长。
例如测得的入射位置变化量为x，根据激光波长变化量与光电探测器的位置变化量的公式和/或关系曲线，得到的激光波长变化量为λ，已知原始激光的波长为λ0，那么被测激光的波长为λ+λ0。
以0.5um检测精度的位置敏感探测器为例，当l＝100mm，β1＝5o时，则可测得0.0005％的波长变换量。当l＝100mm时，β1＝80o时，则可测得0.000088％的波长变换量。
实施例2
如图3所示，与实施例1相比，本实施例中的激光波长测量装置还包括一个反射镜，定义为反射镜一4，反射镜一4与光电探测器3平行设置，从棱镜2中出射的激光束入射至反射镜一4，经反射镜一4反射后入射至光电探测器3。
如图3所示，未设置反射镜时(如实施例1)，光电探测器上测得的入射位置变化量为x1，本实施例中光电探测器上测得的入射位置变化量为x2，明显地，x2大于x1，即是说，通过设置反射镜可以增长光臂，增大光电探测器上探测到的位置变化量，更有利于提高测量精度。
实施例3
如图4所示，与实施例2相比，本实施例中的反射镜为两个，分别为反射镜一4和反射镜二5，两个反射镜平行设置，从棱镜2中出射的激光束先入射至反射镜一4，经反射镜一4反射后入射至反射镜二5，经反射镜二5反射后入射至光电探测器3。
如图4所示，本实施例中的两个反射镜的镜面长度较长，反射镜一4与反射镜二5之间实现了多次反射。若以一个反射镜只实现一次反射的话，本实施例中的反射镜一4和反射镜二5均由两个反射镜组成，且两个反射镜连接组成一字形结构。
通过多个反射镜的设置，可以实现多次反射，继而更进一步增大光电探测器探测到的入射位置变化量(x2’大于x2)，进一步提高测量精度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。