[发明专利]光学共振腔的腔长量测装置

权利要求书

1.一种光学共振腔的腔长测量装置，其特征在于，包括：

频率可调光源，用以发出一光束；

分光镜，位于所述光束的光路上，并将所述光束分为一第一光束与一第二光束；

频率调制器，位于所述第二光束的主光路上，其中所述第二光束的频率经由所述频率调制器调制后与所述第一光束的频率之间具有一拍频；

光学共振腔，位于所述第一光束的主光路上与频率调制后的所述第二光束的主光路上，其中所述第一光束及频率调制后的所述第二光束入射至所述光学共振腔中，以供测量所述光学共振腔的腔长，且所述光学共振腔的腔长变化量由所述拍频测得；

第一稳频电路，循环连接所述频率可调光源与所述第一光束的主光路之间，用以锁定所述第一光束的频率在所述光学共振腔的第一谐振频率上；以及

第二稳频电路，循环连接所述频率调制器与所述第二光束的主光路之间，用以锁定所述第二光束的频率在所述光学共振腔的第二谐振频率上。

2.根据权利要求1所述的腔长测量装置，其特征在于，还包括：

光电传感器，位于所述第一光束的分支光路上以及频率调制后的所述第二光束的分支光路上，以撷取部分所述第一光束的光影像与部分所述第二光束的光影像，以产生拍频信号；以及

频率计数器，耦接所述光电传感器，用以计算所述拍频信号的频率。

3.根据权利要求2所述的腔长测量装置，其特征在于，还包括：

第一取样器，位于所述第一光束的主光路与所述第一光束的分支光路的交点上，用以撷取所述第一光束，使所述第一光束进入所述第一光束的分支光路中；以及

第二取样器，位于所述第二光束的主光路与所述第二光束的分支光路的交点上，用以撷取第二光束，使所述第二光束进入所述第二光束的分支光路中。

4.根据权利要求1所述的腔长测量装置，其特征在于，还包括：

第一偏振分光镜，位于所述第一光束的主光路与所述第一稳频电路的交点上，以使部分所述第一光束可经由所述第一偏振分光镜反射而进入到所述第一稳频电路中；以及

第二偏振分光镜，位于所述第二光束的主光路与所述第二稳频电路的交点上，以使部分所述第二光束可经由所述第二偏振分光镜反射而进入到所述第二稳频电路中。

5.根据权利要求4所述的腔长测量装置，其特征在于，其中所述光学共振腔的腔长与所述拍频的关系式为：

其中，L为所述光学共振腔的腔长，M为所述第一谐振频率与所述第二谐振频率的谐振模数差，n为共振腔内介质的折射率，c为光速，f_b为所述拍频。

6.根据权利要求1所述的腔长测量装置，其特征在于，其中所述光学共振腔由悬臂梁的反射面与反射镜的反射面所构成，且所述光学共振腔的腔长为所述悬臂梁的所述反射面与所述反射镜的所述反射面的距离。

7.根据权利要求1所述的腔长测量装置，其特征在于，其中所述光学共振腔由悬臂梁的反射面与圆柱状透镜的反射面所构成，且所述光学共振腔的腔长为所述悬臂梁的所述反射面与所述圆柱状透镜的所述反射面的距离。

8.根据权利要求1所述的腔长测量装置，其特征在于，其中所述光学共振腔由悬臂梁的反射面与光纤出口的反射面所构成，所述光学共振腔的腔长为所述悬臂梁的所述反射面与所述光纤出口的所述反射面的距离。