[发明专利]棱镜干涉仪

说明书

  

技术领域

本发明属于光学测量领域。 

背景技术

干涉仪是根据光干涉现象制成的一种仪器。光源发出的一束光被分成两束（或多束），经过不同的路径后再汇合成一束光，在干涉图形检测器中产生干涉图形，光束经过不同路径到达检测器的时间差如果发生改变就会引起干涉图形的改变。光速由光的速率和光的方向构成，现在的干涉仪一般是改变光的相对速率和缩短光程来实现干涉图形的改变，比如流水使水中的光更快到达检测器；移动反光镜使光程缩短等。这些干涉仪对光束方向的微小改变不敏感，从而不能满足对光束微角度变化测量的需要。本发明通过在光路中加入透射棱镜，可以把光方向的微小改变转化为干涉图形的改变，从而达到精确测量的目的。 

发明内容

本发明是根据光速在玻璃和空气（或真空）中不同这一现象而发明的，具体的原理和技术方案如附图1：光源S发出的光经分光镜G1分成两束光，一束光射向反光镜M1，再被反射到反光镜M2——反光镜M2与反光镜M1平行，光经两块反光镜的多次反射（在有些应用上不必多次反射）后到达棱镜L，经过棱镜L透射后到达合光镜G2；分光镜G1分出的另一束光直接射到合光镜G2,两束光在合光镜G2处汇合成一束光，再射向检测器J，在检测器J中产生干涉图形并被检测。如果光束在射向棱镜L之前其方向发生了偏移，那么光束在棱镜L中的光程就会发生变化，从而使光束到达检测器J的时间发生变化。 

为了使两束光的光程尽量相等和减小震动的干扰，还可以设计如附图2那样的光路：让光束经过反光镜M1、M2之后才到达分光镜G1，在分光镜G1之后的两个光路中分别加入棱镜L1和棱镜L2，通过棱镜透射的两束光分别经反光镜M3、M4到达合光镜G2，再射向检测器J。 

为了放大时间差，可以把多个棱镜放入光路中；为了使光反射的效果更好，可以用全反射棱镜代替平面反光镜来反射光；棱镜可以用玻璃和慢光介质等折射率高的物质制成。 

检测某个物体时，可以先把这个物体转化为光信息再进行检测，而对光信息角度的变化进行检测有越来越高的要求：如在天文观测上，恒星微角度的变化；在精确制导方面，导弹移动目标微角度的变化。在一些光学实验上也可以得到利用，如在菲佐的流水实验中，流水可以使光相对干涉仪的速率发生变化，如果光束运动方向与流水运动方向垂直，流水也可以使光的相对方向发生变化，同理，如果有以太或者有拖曳光子的场相对干涉仪运动，它们也可以使光的相对方向发生改变，那就可以利用棱镜干涉仪来做一级效应的类迈克尔逊-莫雷实验。如果在地球附近光速相对地表不变且与光源的运动状态无关，还可以利用棱镜干涉仪来制造“速度计”。 

本发明对光束方向微小的角度偏移可以进行精确测量，在天文观测、精确制导、光学实验等领域都有应用价值，具有原理明确、结构简单、测量精确等有益效果。 

附图说明：

       附图1为具体实施例一的示意图；    附图2为具体实施例二的示意图。                      

具体实施方式：

具体实施例一：光源S发出的光经分光镜G1分成两束光，一束光射向反光镜M1，再被反射到反光镜M2——反光镜M2与反光镜M1平行，光经两块反光镜的多次反射后到达棱镜L，经过棱镜L透射后到达合光镜G2；分光镜G1分出的另一束光直接射到合光镜G2，两束光在合光镜G2处汇合成一束光，再射向检测器J，在检测器J中产生干涉图形并被检测。

具体实施例二：从光源S发射出来的光束经过反光镜M1、M2之后到达分光镜G1，被分光镜G1分成两束光，在两束光的光路中分别加入棱镜L1和棱镜L2，通过棱镜透射的两束光分别经反光镜M3、M4到达合光镜G2，被合为一束光后射向检测器J。