[发明专利]一种微机械结构平面内振动的光学测量方法

权利要求书

1.一种微机械结构平面内振动的光学测量方法，其特征在于，首先建立光学测量装置，该装置的结构是在光源的前面依次放置偏振片和分光棱镜，分光棱镜的上方固定傅里叶透镜，傅里叶透镜的右上方固定光电探测器；分光棱镜放置在被测微机械器件的平面的正上方，或左上方或右上方，由相干平行光的放置位置而定；并在被测微机械器件上面放置光阑，移动光阑可以调节被测微机械器件平面的大小和位置；

其次使用建立光学测量装置对微机械结构平面内振动进行测量，具体测量过程是采用中小功率的气体激光器或中小功率的半导体激光器作为光源，通过偏振片得到相干平行光，相干平行光经过分光棱镜照射到被测微机械器件的平面上，微机械器件平面上的反射光线被分光棱镜透射，透射的反射光线经过具有光学傅里叶特性的傅里叶透镜后，透射的反射光线位于傅里叶透镜焦点处的谱面上，在傅里叶透镜焦点处的谱面上形成微机械器件平面的反射光线的光强分布空间频谱，通过测量该空间频谱中谱线光强度变化的频率，而测出微机械器件的平面振动频率，然后通过对谱线光强度的傅里叶变换计算，得到微机械器件的位置和振幅。

2.根据权利要求1所述微机械结构平面内振动的光学测量方法，其特征在于，所述对谱线光强度的傅里叶变换的计算方法如下：

梳齿的空间周期(其中f为傅里叶透镜的焦距，λ是光波长，x是一级谱线与二级谱线之间的距离)得到：一级谱线光强为

I1∝cos2(πbT)---(1)]]>

二级谱线光强为

I2∝cos2(2πbT)---(2)]]>

通过一级谱线与二级谱线两处谱线光强测量，依据式(1)和式(2)反解，可以求出振动的振动频率及即时位移b。

3.根据权利要求1所述微机械结构平面内振动的光学测量方法，其特征在于，所述光源和偏振片放置在被测微机械器件的平面的左或右上方，并且产生的相干平行光与微机械器件的平面倾斜照射时，取消分光棱镜。