CN107860474A - 相位自补偿干涉仪 - Google Patents

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CN107860474A CN201711037004.7A CN201711037004A CN107860474A CN 107860474 A CN107860474 A CN 107860474A CN 201711037004 A CN201711037004 A CN 201711037004A CN 107860474 A CN107860474 A CN 107860474A
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徐亮
胡荣
金岭
刘建国
刘文清
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/45—Interferometric spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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    • G01J3/0291—Housings; Spectrometer accessories; Spatial arrangement of elements, e.g. folded path arrangements

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Abstract

本发明公开了一种相位自补偿干涉仪，包括呈夹角式固定连接的第一、第二摆臂，且第一、第二摆臂之间的连接处设有转轴，所述的第一、第二摆臂靠近夹角的内侧壁上设有第一、第二直角镜，第一、第二摆臂的夹角之间设有分束镜，所述的分束镜的前表面设有相互对称的第一镀膜区、第一未镀膜区，分束镜的后表面设有与第一镀膜区、第一未镀膜区相互对应的第二未镀膜区、第二镀膜区；光束从前表面上的第一镀膜区、第一未镀膜区入射产生的反射光束和透射光束至少经第一、第二直角镜反射一次再从后表面出射。无需使用额外的相位补偿片，即可形成稳定的干涉图。

Description

相位自补偿干涉仪
技术领域
本发明属于光学领域，特别涉及一种相位自补偿干涉仪。
背景技术
傅立叶变换光谱仪是现在科学技术发展中的第三代红外光谱仪器，相比第二代光栅光谱仪具有光通量大、同时检测多组分这两独特的优势，广泛应用在环境监测、生物制药、石油化工等行业。其中干涉仪是傅立叶变换红外光谱仪中的核心部件，傅立叶变换红外光谱仪中常见的干涉仪包括传统的迈克尔干涉仪和各类基于此结构改进的干涉仪。这些干涉仪中一般都使用了带相位补偿片的分束器，分束器的作用是将同一光束分成两路光，这两路光束之后经过不同的光路后会再次通过分束器汇聚，从而形成干涉光束。其中，分束片上的相位补偿片就是为了对其中一路光束进行相位补偿，满足这两路光束光发生干涉的条件。因此现有技术中的干涉仪结构都包含有额外的相位补偿片，其结构也较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相位自补偿干涉仪，无需采用相位补偿片进行相位补偿，即可产生稳定的干涉图，结构简单，降低成本。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种相位自补偿干涉仪，包括呈夹角式固定连接的第一、第二摆臂，且第一、第二摆臂之间的连接处设有转轴，所述的第一、第二摆臂靠近夹角的内侧壁上设有第一、第二直角镜，第一、第二摆臂的夹角之间设有分束镜，所述的分束镜的前表面设有相互对称的第一镀膜区、第一未镀膜区，分束镜的后表面设有与第一镀膜区、第一未镀膜区相互对应的第二未镀膜区、第二镀膜区；光束从前表面上的第一镀膜区、第一未镀膜区入射产生的反射光束和透射光束至少经第一、第二直角镜反射一次再从后表面出射，或光束从后表面上的第二未镀膜区、第二镀膜区入射产生的反射光束和透射光束至少经第一、第二直角镜反射一次再从前表面出射。
上述技术方案中，光束从分束镜的前表面入射时，因为第一镀膜区、第一未镀膜区的存在光束被分为光束一、二，光束一入射第一镀膜区产生反射光束和透射光束，此时反射光束、透射光束分别通过第一、第二直角镜的反射会入射至分束镜的前表面或后表面上，其中产生的次级反射光束、透射光束形成一系列的干涉光一，从分束镜的后表面汇聚出射；光束二入射至第一未镀膜区产生反射光束和透射光束，此时反射光束、透射光束分别通过第一、第二直角镜的反射会入射至分束镜的前表面或后表面上，其中产生的次级反射光束、透射光束形成一系列的干涉光二，从分束镜的后表面汇聚出射，干涉光一、二汇聚形成不同位置的干涉条纹，转动转轴带动第一、第二摆臂运动，第一、第二直角镜的反射角度发生变化，从而形成稳定变化的干涉图。同理，光束从后表面入射只是换了一个入射面，但产生的效果一致，结构简单，便于生产制造，无需使用额外的相位补偿片，即可形成稳定的干涉图。
附图说明
图1为光束一入射第一镀膜区形成干涉光一；
图2为光束二入射第一未镀膜区形成干涉光二；
图3为分束镜立体示意简图；
图4为分束镜侧视图。
具体实施方式
结合附图1～4对本发明做出进一步的说明：
一种相位自补偿干涉仪，包括呈夹角式固定连接的第一、第二摆臂1、2，且第一、第二摆臂1、2之间的连接处设有转轴3，所述的第一、第二摆臂1、2靠近夹角的内侧壁上设有第一、第二直角镜4、5，第一、第二摆臂1、2的夹角之间设有分束镜6，所述的分束镜6的前表面61设有相互对称的第一镀膜区611、第一未镀膜区612，分束镜6的后表面62设有与第一镀膜区611、第一未镀膜区612相互对应的第二未镀膜区621、第二镀膜区622；光束从前表面61上的第一镀膜区611、第一未镀膜区612入射产生的反射光束和透射光束至少经第一、第二直角镜4、5反射一次再从后表面62出射，或光束从后表面62上的第二未镀膜区621、第二镀膜区622入射产生的反射光束和透射光束至少经第一、第二直角镜4、5反射一次再从前表面61出射。
光束从分束镜6的前表面61入射时，因为第一镀膜区611、第一未镀膜区612的存在光束被分为光束一、二，光束一入射第一镀膜区611产生反射光束和透射光束，此时反射光束、透射光束分别通过第一、第二直角镜4、5的反射会入射至分束镜6的前表面61或后表面62上，其中产生的次级反射光束、透射光束形成一系列的干涉光一，从分束镜6的后表面62汇聚出射；光束二入射至第一未镀膜区612产生反射光束和透射光束，此时反射光束、透射光束分别通过第一、第二直角镜4、5的反射会入射至分束镜6的前表面61或后表面62上，其中产生的次级反射光束、透射光束形成一系列的干涉光二，从分束镜6的后表面62汇聚出射，干涉光一、二汇聚形成不同位置的干涉条纹，转动转轴3带动第一、第二摆臂1、2运动，第一、第二直角镜4、5的反射角度发生变化，从而形成稳定变化的干涉图。同理，光束从后表面62入射只是换了一个入射面，但产生的效果一致，结构简单，便于生产制造，无需使用额外的相位补偿片，即可形成稳定的干涉图。
所述的第一、第二摆臂1、2为垂直固定连接，所述的第一、第二直角镜4、5相对第一、第二摆臂1、2之间的对称面对称布置，所述的转轴3的轴心线与第一、第二摆臂1、2所在平面的相交线一致。使本发明干涉仪结构具有对称性，相对连接稳定可靠，便于使用人员调整，从而保证光束通过干涉仪进行反射、透射形成一系列的干涉光。
所述的第一、第二摆臂1、2之间的对称面与分束镜6共面时为转轴3的转动初始位。初始工作状态下，分束镜6处于第一、第二摆臂1、2之间的对称面上，便于使用人员在对转轴3进行角度调节时有参考转动初始位。
所述的转轴3带动第一、第二摆臂1、2相对转动初始位小角度周向旋转。转动转轴3小角度周向旋转即可得到稳定的干涉图。

Claims (4)

1.一种相位自补偿干涉仪，其特征在于：包括呈夹角式固定连接的第一、第二摆臂(1、2)，且第一、第二摆臂(1、2)之间的连接处设有转轴(3)，所述的第一、第二摆臂(1、2)靠近夹角的内侧壁上设有第一、第二直角镜(4、5)，第一、第二摆臂(1、2)的夹角之间设有分束镜(6)，所述的分束镜(6)的前表面(61)设有相互对称的第一镀膜区(611)、第一未镀膜区(612)，分束镜(6)的后表面(62)设有与第一镀膜区(611)、第一未镀膜区(612)相互对应的第二未镀膜区(621)、第二镀膜区(622)；光束从前表面(61)上的第一镀膜区(611)、第一未镀膜区(612)入射产生的反射光束和透射光束至少经第一、第二直角镜(4、5)反射一次再从后表面(62)出射，或光束从后表面(62)上的第二未镀膜区(621)、第二镀膜区(622)入射产生的反射光束和透射光束至少经第一、第二直角镜(4、5)反射一次再从前表面(61)出射。
2.根据权利要求1所述的相位自补偿干涉仪，其特征在于：所述的第一、第二摆臂(1、2)为垂直固定连接，所述的第一、第二直角镜(4、5)相对第一、第二摆臂(1、2)之间的对称面对称布置，所述的转轴(3)的轴心线与第一、第二摆臂(1、2)所在平面的相交线一致。
3.根据权利要求2所述的相位自补偿干涉仪，其特征在于：所述的第一、第二摆臂(1、2)之间的对称面与分束镜(6)共面时为转轴(3)的转动初始位。
4.根据权利要求3所述的相位自补偿干涉仪，其特征在于：所述的转轴(3)带动第一、第二摆臂(1、2)相对转动初始位小角度周向旋转。
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CN113237547A (zh) * 2021-04-26 2021-08-10 中国科学院合肥物质科学研究院 一种单摆臂空心角动镜摆扫式干涉仪及驱动方法

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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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