[发明专利]一种集成式多波段马赫曾德干涉仪及应用方法

说明书

本发明提供的是一种集成式多波段马赫曾德干涉仪及应用方法。将8个工作于不同波段的马赫曾德干涉仪集成在同一光路基板上，它由8波段光电探测器、光路基板、宽谱光源、激光光源、2套光源准直系统、2套分光棱镜及其调整系统、2块固定反射镜、起偏器、检偏器、比色皿、光程匹配系统、观察窗、信号处理单元组成。宽谱光源输出的连续光波经马赫曾德干涉仪，形成多组干涉图样；通过8波段光电探测器实现8个波段干涉信号的同时且各自独立的探测，同时得到8种特征图谱。本发明所述的集成式多波段马赫曾德干涉仪，可用于对白光透明的待测样品和参考样品间，折射、色散等光学性质的比对分析，特别适合透明液体，如医用注射药液的测量与鉴别。

技术领域

本发明涉及的是一种马赫曾德干涉仪，具体地说是一种集成式多波段马赫曾德干涉仪。本发明也涉及一种集成式多波段马赫曾德干涉仪用于对白光透明的介质折射、色散特性等光学特性的测量的应用的方法。

背景技术

公知的马赫曾德干涉仪，由于克服了迈克尔逊干涉仪回波干扰的缺点，在工程技术领域，特别是在光学传感、探测技术领域中得到了广泛应用。其中，基于白光的马赫曾德干涉仪，能够利用宽光谱、相干长度很短的低相干光源，并通过采集干涉所产生的图样信息，实现对位移等物理量的绝对测量，具有抗干扰能力强、结构简单，成本低廉等很多优点。

同时，公知的马赫曾德干涉仪的工作光源一般为单一波段光源，与此相关的主要技术，如光程匹配、信号调制与解调等，已经成熟。基于公知的马赫曾德干涉仪所设计的各类测量系统，在对单一目标进行测量时，具有高精度、高灵敏度的特点。

但是，在工程实际中，利用一套传感系统对同一目标进行多波段同时测量，可以获得更丰富的信息，从而实现对被测量对象更全面的评价。

以对液体折射率的测量为例，传统的测定方法是使用阿贝折射计。然而使用阿贝折射计测定液体折射率，所使用的光源一般为普通光源，所测得的折射率是钠光灯D线(589.3nm)的折射率。实际上，折射率是因频率(波长)不同而不同的，且在某些技术领域，如色散特性分析，需要测定同一种介质在不同频率(波长)下的折射率。

由于介质的折射率与环境温度等因素紧密相关，无论采用阿贝折射计，还是采用单一波段的马赫曾德干涉系统来依次测量，都会因环境的瞬变而增加误差。因此，对同一目标实现同时、多波段测量，是解决上述问题的有效方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在多个波段下同时获得待测物质的折射率及色散特性等的集成式多波段马赫曾德干涉仪。本发明的目的还在于提供一种集成式多波段马赫曾德干涉仪的应用方法。

本发明的集成式多波段马赫曾德干涉仪包括光电探测器、光源、激光光源、第一光源准直系统、第二光源准直系统、第一分光棱镜及其调整系统、第一分光棱镜及其调整系统、第一固定反射镜、第二固定反射镜、观察窗和信号处理单元，所述光电探测器为8波段光电探测器，所述光源为宽谱光源，8波段光电探测器、宽普光源、激光光源、第一和第二光源准直系统、第一和第二分光棱镜及其调整系统、第一和第二固定反射镜和观察窗集成在同一光路基板上构成8个工作于不同波段的马赫曾德干涉仪，宽谱光源输出连续波段光波，每一个波段的光波经过同一马赫曾德干涉仪均形成一组白光干涉信号，8波段光电探测器对8种白光干涉信号进行同时或单独探测。

本发明的集成式多波段马赫曾德干涉仪还可以包括：

1、在第一光源准直系统与第一分光棱镜及其调整系统之间设置起偏器，在第二分光棱镜及其调整系统与8波段光电探测器之间设置检偏器。

2、比色皿设置在第一固定反射镜与第二分光棱镜及其调整系统之间，第二固定反射镜与第一分光棱镜及其调整系统之间设置光程匹配系统。

3、所述分光棱镜及其调整系统由分光棱镜、分光棱镜固定底座、固定底座角度调整架组成。