[发明专利]基于折叠式法布里-珀罗腔的绝对距离测量方法及装置

权利要求书

1.基于折叠式法布里-珀罗腔的绝对距离测量方法，其特征在于：该方法如下：将入射本征光分为正交的两束偏振光，两束偏振光各自经可变声光移频器分别进行上移频和下移频，形成具有频差的正交偏振光束，并入射到折叠式法布里-珀罗腔，使具有频差的正交偏振光束分别与折叠式法布里-珀罗腔的相邻谐振级次谐振，相邻谐振级次的频差即为对应折叠式法布里-珀罗腔腔长的自由光谱范围，根据自由光谱范围计算出对应的折叠式法布里-珀罗腔腔长，从而实现折叠式法布里-珀罗腔腔长的绝对距离测量。

2.基于折叠式法布里-珀罗腔的绝对距离测量装置，其特征在于：该装置包括偏频锁定激光控制装置、分束镜、可变声光上移频装置、可变声光下移频装置和折叠式法布里-珀罗干涉位移测量装置，其中，偏频锁定激光控制装置用于提供入射本征光，分束镜用于将入射本征光分成正交的两束偏振光，可变声光上移频装置和可变声光下移频装置用于对正交的两束偏振光分别进行上移频和下移频，形成具有频差的正交偏振光束，折叠式法布里-珀罗干涉位移测量装置用于探测具有频差的正交偏振光束与折叠式法布里-珀罗腔的谐振信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：偏频锁定激光控制装置包括偏频锁定激光头(1)、碘饱和吸收稳频激光头(2)、控制器(3)、光束采样器(4)、半透半反镜(5)和探测器A(6)，在偏频锁定激光头(1)的输出方向上配置光束采样器(4)，在碘饱和吸收稳频激光头(2)的输出方向配置半透半反镜(5)，在光束采样器(4)和半透半反镜(5)的反射光束方向上配置探测器A(6)，探测器A(6)的输出信号经控制器(3)，反馈到偏频锁定激光头(1)；

在光束采样器(4)的透射光束方向上依次配置有法拉第光隔离器(7)和扩束准直镜(8)；

所述分束镜由二分之一波片A(9)和偏振分光棱镜A(10)组成，二分之一波片A(9)和偏振分光棱镜A(10)依次配置在扩束准直镜(8)的输出方向上；

在偏振分光棱镜A(10)的反射光束方向上依次配置有凸透镜A(11)和平面镜A(12)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述可变声光上移频装置包括固定声光移频器(13)、可调光阑A(14)、二分之一波片B(15)、凸透镜B(16)、偏振分光棱镜B(17)、凸透镜C(18)、可调光阑B(19)、可变声光移频器A(20)、可调光阑C(21)、凸透镜D(22)、四分之一波片A(23)和平面镜B(24)，在平面镜A(12)的输出光束方向上配置固定声光移频器(13)，在固定声光移频器(13)的负一级衍射光束方向上依次配置可调光阑A(14)、二分之一波片B(15)、凸透镜B(16)和偏振分光棱镜B(17)，在偏振分光棱镜B(17)的透射光束方向上依次配置凸透镜C(18)、可调光阑B(19)、可变声光移频器A(20)、可调光阑C(21)、凸透镜D(22)、四分之一波片A(23)和平面镜B(24)，可调光阑C(21)的通光孔位于可变声光移频器A(20)的正一级衍射光束方向上，凸透镜D(22)的主光轴与可变声光移频器A(20)的零级非衍射光束方向重合，平面镜B(24)垂直于凸透镜D(22)的主光轴；

偏振分光棱镜B(17)偏振面的反射光束方向上依次配置有二分之一波片C(25)、平面镜C(26)；

所述可变声光下移频装置包括偏振分光棱镜C(27)、凸透镜E(28)、可调光阑D(29)、可变声光移频器B(30)、可调光阑E(31)、凸透镜F(32)、四分之一波片B(33)和平面镜D(34)，在偏振分光棱镜A(10)的透射光束方向上配置偏振分光棱镜C(27)，在偏振分光棱镜C(27)的透射光束方向上依次配置凸透镜E(28)、可调光阑D(29)、可变声光移频器B(30)、可调光阑E(31)、凸透镜F(32)、四分之一波片B(33)和平面镜D(34)，可调光阑E(31)的通光孔位于可变声光移频器B(30)的负一级衍射光束方向上，凸透镜F(32)的主光轴与可变声光移频器B(30)的零级非衍射光束方向重合，平面镜D(34)垂直于凸透镜F(32)的主光轴；

偏振分光棱镜C(27)偏振面的反射光束方向配置有偏振分光棱镜D(35)，平面镜C(26)的出射光束方向和偏振分光棱镜D(35)偏振面的反射光束方向相同。