[发明专利]一种基于迈克尔逊干涉的台阶仪探针

说明书

本发明涉及实验设备技术领域，且公开了一种基于迈克尔逊干涉的台阶仪探针，包括固定架，固定架的中心固定设置有准直器，准直器中心的上部设置有准直透镜，准直器的上部耦接有总线光纤，总线光纤的上端设置有分光器，分光器的上方设置有输入光纤，分光器的右侧设置有输出光纤，准直器中心的下部耦接有耦合光纤，耦合光纤的下段固定连接有顶盖，顶盖的下方设置有氩气室，氩气室的上端连接有两根气管，氩气室的下端固定连接有测头支架。该基于迈克尔逊干涉的台阶仪探针，通过在耦合光纤内设置耦合器和环形镜，使得干涉位置在耦合光纤内，借助支架固定，大大减小了各种振动干扰，且光感偏移的方式相比电感不会受到磁场干扰，更为稳定。

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，具体为一种基于迈克尔逊干涉的台阶仪探针。

背景技术

迈克尔逊干涉是通过改变两束光的光程，从而在光屏上形成不同的干涉图样。干涉条纹是等光程差的轨迹，因此，相同波长的两束光，其相干光的光程差位置分布的函数也是固定的，通过记录光屏上干涉条纹变化即可算出光程差变化。

台阶仪属于接触式表面形貌测量仪器。其测量原理是：当探针沿被测表面轻轻滑过时，由于表面有微小的峰谷使触针在滑行的同时，还沿峰谷作上下运动。探针的运动情况就反映了表面轮廓的情况。探针的上下运动信号被捕捉转化为电信号经过降噪、滤波、解调等电路后记录下探针偏离平衡位置的精确位移，以表征被测物表面形貌。

现有的台阶仪探针多使用电容式传感器、灵敏度高，探针结构简单，但是后续降噪电路复杂，随着电容老化，测量精度下降严重，且因电磁影响波动大，低频相应时间长，整体使用寿命短。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于迈克尔逊干涉的台阶仪探针，具备抗电磁干扰、响应速度快的优点，解决了传统电容式探针老化快、低频响应慢的问题。

(二)技术方案

为实现上述抗电磁干扰、响应速度快的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于迈克尔逊干涉的台阶仪探针，包括固定架，所述固定架的中心固定设置有准直器，所述准直器中心的上部设置有准直透镜，所述准直器的上部耦接有总线光纤，所述总线光纤的上端设置有分光器，所述分光器的上方设置有输入光纤，所述分光器的右侧设置有输出光纤，所述准直器中心的下部耦接有耦合光纤，所述耦合光纤的下段固定连接有顶盖，所述顶盖的下方设置有氩气室，所述氩气室的上端连接有两根气管，所述氩气室的下端固定连接有测头支架，所述测头支架的中心设置有针形测头，所述针形测头的顶端设置有高反镜，所述耦合光纤的中心有内芯，所述内芯的外部包覆有高透包层，所述高透包层的外部包覆有外皮，所述耦合光纤的上段设置有耦合器，所述耦合光纤的下段设置有环形镜。

优选的，所述总线光纤、输入光纤和输出光纤均使用单模光纤。

优选的，所述耦合光纤使用多模光纤，其包层材质也使用透光性好的材料。

优选的，所述氩气室上下密封连接，其上端所连的气管不分进出口。

优选的，所述测头支架内设置有限制针形测头下降与上升极限位置的机构。

优选的，所述耦合器截断耦合光纤设置，上下表面与被截光纤熔接。

优选的，所述环形镜为上表面为镜面的环形结构，其内径与高透内芯直径一致，其上下表面与被截光纤熔接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于迈克尔逊干涉的台阶仪探针，具备以下有益效果：

1、该基于迈克尔逊干涉的台阶仪探针，通过在耦合光纤内设置耦合器和环形镜，使得干涉位置在耦合光纤内，借助支架固定，大大减小了各种振动干扰，且光感偏移的方式相比电感不会受到磁场干扰，更为稳定。