[发明专利]可以精细调整信号光与参考光光强比的角速度测量系统

权利要求书

1.一种可以精细调整信号光与参考光光强比的角速度测量系统，包括激光光源(1)、第一分光棱镜(4)、偏振分束镜(9)、第二分光棱镜(13)和光电探测器，激光光源与第一分光棱镜之间设置有第一半波片(3)，第一分光棱镜与偏振分束镜之间依次设置有第二半波片(7)和螺旋相位片(8)，偏振分束镜与待测旋转物体之间设置有四分之一波片(10)；第一分光棱镜(4)与第二分光棱镜(13)之间设置有偏振片(6)；其特征在于：激光光源发出的激光经第一半波片(3)旋转偏振方向后照射于第一分光棱镜(4)上，第一分光棱镜反射和透射的激光分别作为信号光和参考光，信号光经第二半波片(7)旋转偏振方向后，再经螺旋相位片(8)产生线偏振涡旋光照射于偏振分束镜(9)上，偏振分束镜将照射于其上的涡旋光进行全反射；

经偏振分束镜(9)反射的涡旋光经四分之一波片(10)后照射于待测旋转物体(12)上，经待测旋转物体反射的涡旋光再次经过四分之一波片(10)后，光束的偏振方向相对于初始涡旋光发生90°旋转，发生90°旋转的涡旋光经偏振分束镜(9)透射后照射于第二分光棱镜(13)上；参考光经偏振片(6)的旋转和光强调节后，光强被衰减且偏振方向与信号光相同，照射于第二分光棱镜上；信号光与参考光经第二分光棱镜的反射和透射发生光外差干涉，光电探测器用于检测信号光与参考光的差频信号；所述第一半波片(3)、第二半波片(7)和偏振片(6)均可进行转动调节，以改变激光的偏振方向。

2.根据权利要求1所述的可以精细调整信号光与参考光光强比的角速度测量系统，其特征在于：所述激光光源(1)与第一半波片(3)之间设置有扩束镜(2)，激光光源发出的激光经扩束镜的扩束后照射于第一半波片(3)上。

3.根据权利要求1或2所述的可以精细调整信号光与参考光光强比的角速度测量系统，其特征在于：所述四分之一波片(10)与待测旋转物体(12)之间设置有第二全反射镜(11)，透过四分之一波片的涡旋光经第二全反射镜的反射后照射于待测旋转物体(12)上，待测旋转物体反射的涡旋光经第二全反射镜的反射后透过四分之一波片。

4.根据权利要求1或2所述的可以精细调整信号光与参考光光强比的角速度测量系统，其特征在于：所述光电探测器包括第一光电探测器(16)和第二光电探测器(17)，照射于第二分光棱镜(13)上的参考光的透射光与照射于第二分光棱镜(13)上的信号光的反射光经第一会聚透镜(14)的会聚后照射于第一光电探测器(16)上；照射于第二分光棱镜(13)上的参考光的反射光与照射于第二分光棱镜(13)上的信号光的透射光经第二会聚透镜(14)的会聚后照射于第二光电探测器(17)上。

5.根据权利要求4所述的可以精细调整信号光与参考光光强比的角速度测量系统，其特征在于：设螺旋相位片(8)的角量子数为l，通过第一光电探测器(16)和第二光电探测器(17)滤除随机噪声后获得的差频信号为Δf,则满足：

由公式(1)可得：

其中，l为螺旋相位片的角量子数，Δf为探测器测得的差频信号频率，Ω为待测旋转物体的角速度。