[发明专利]双正交内入射式激光自混合微角度测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种双正交内入射式激光自混合微角度测量系统，其特征在于：包括第一转盘、第二转盘、T型传动支架、第一相交平面镜、第二相交平面镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第二传动杆、第三传动杆、激光器、分束器、光电探测器和计算机；

所述第一转盘和第二转盘通过T型传动支架同步转动；

所述T型传动支架包括水平设置且相互垂直的第一传动杆和支撑杆，所述第一传动杆两端分别连接有第一连接柱和第二连接柱，所述第一连接柱底部和第二连接柱底部分别通过轴承设于第一转盘和第二转盘上，所述第一传动杆平行于第一转盘圆心与第二转盘圆心的连接线，所述支撑杆的中部连接于第二连接柱上；

所述第一相交平面镜包括第一平面镜和第二平面镜，所述第一平面镜的一侧与第二平面镜的一侧相连且第一平面镜镜面与第二平面镜镜面的夹角为90°；

所述第二相交平面镜包括第三平面镜和第四平面镜，所述第三平面镜的一侧与第四平面镜的一侧相连且第三平面镜镜面与第四平面镜镜面的夹角为90°；

所述第一平面镜与第二平面镜的连接边和所述第三平面镜与第四平面镜的连接边分别与支撑杆的两端相连，所述第一平面镜镜面与第二平面镜镜面的夹角的角平分线和第三平面镜镜面与第四平面镜镜面的夹角的角平分线均与支撑杆垂直，所述第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜和第四平面镜的镜面均背离第一传动杆；

所述第一反射镜设于第一平面镜前方且两者镜面的夹角为90°，所述第一反射镜通过第二传动杆与第一平面镜固定连接；

所述第二反射镜设于第四平面镜前方且两者镜面的夹角为90°，所述第二反射镜通过第三传动杆与第四平面镜固定连接；

所述第三反射镜设于第三平面镜前方且两者镜面的夹角为45°；

所述激光器出射激光光束到第二平面镜上且激光光束与第二平面镜镜面的夹角为45°；

所述分束器设于激光器与第二平面镜之间，用于将激光光束分束到光电探测器上；

所述光电探测器将接收到的激光信号转化为电信号并发送到计算机；

所述计算机对接收到的电信号进行处理分析获得被测的第一转盘的转动角度。

2.根据权利要求1所述的双正交内入射式激光自混合微角度测量系统，其特征在于：还包括传动皮带，所述传动皮带套接在第一转盘和第二转盘上。

3.根据权利要求1所述的双正交内入射式激光自混合微角度测量系统，其特征在于：所述激光器和分束器之间还设有光衰减器。

4.根据权利要求1所述的双正交内入射式激光自混合微角度测量系统，其特征在于：所述激光器为半导体激光器、氦氖激光器、微片激光器或者光纤激光器。

5.基于如权利要求1所述的双正交内入射式激光自混合微角度测量系统的微角度测量方法，其步骤包括：

A.基于T型传动支架的设置使得第一转盘和第二转盘能够同步转动，当任意一个转盘转动时，T型传动支架带动另外一个转盘同步转动，进而带动第一相交平面镜和第二相交平面镜水平移动；

B.转盘转动过程中激光器出射激光光束，激光光束的行进光路为：

a.激光器出射激光光束并以45°角入射到第二平面镜，经第一平面镜反射到第一反射镜；

b.第一反射镜将激光光束反射到第二反射镜后由第二反射镜反射到第四平面镜，入射到第四平面镜的激光光束方向与激光器出射激光光束方向相同且与第四平面镜的夹角为45°；

c.激光光束经相互垂直的第四平面镜和第三平面镜依次反射后以90°角入射到第三反射镜，入射到第三反射镜的激光光束方向与激光器出射激光光束方向相反；

d.第三反射镜对入射的激光光束反射，反射后的激光光束沿原路返回激光器腔内，形成激光自混合信号；

C.通过分束器将激光自混合信号反馈到光电探测器；

D.光电探测器将接收到的激光信号转化为电信号并发送到计算机；

E.计算机对接收到的信号进行处理分析，利用激光自混合干涉原理获得转盘转动前后激光自混合信号的外腔光程差，再利用外腔光程差与转盘转动角度之间的关系，即可获得转盘的转动角度。

6.基于权利要求5所述的双正交内入射式激光自混合微角度测量系统的微角度测量方法，其特征在于：在激光器与激光器出射激光光束首次入射的平面镜之间还设置有光衰减器，利用光衰减器调节激光器接收的反馈光光强，防止反馈光过强或超过激光器损坏阈值。