[发明专利]压电控制光束多次反射的光程池和控制方法

权利要求书

1.一种压电控制光束多次反射的光程池，其特征在于，包括第一反射镜（1）、第二反射镜（2）、光学介质（3）、支撑装置、信号发生器（6）、电源（7）和光学探测器（4）；

所述的第一反射镜（1）和第二反射镜（2）由支撑装置固定，两个反射镜的反射面相对设置，光学介质（3）固定在第一反射镜（1）和第二反射镜（2）之间；所述的信号发生器通过控制电源的输出实现支撑装置的高度调节；所述的支撑装置包括可调节支撑架（5-1）、压电陶瓷（5-2）和支撑平台（5-3）；所述压电陶瓷的下表面固定在可调节支撑架上，压电陶瓷的上表面上安装支撑平台，用于固定反射镜；所述的第一反射镜（1）和第二反射镜（2）分别由一个支撑装置单独固定，两个支撑装置中的压电陶瓷与同一电源的不同输出端连接；

所述的第一反射镜（1）上开设有第一小孔（1-1），第一反射镜（1）的非反射面一侧固定安装有高斯光束发射器；所述的第二反射镜（2）上开设有与第一小孔（1-1）孔径相同的第二小孔（2-1），第二反射镜（2）的非反射面一侧固定有光学探测器（4）；所述的高斯光束发射器、第一小孔（1-1）、第二小孔（2-1）、光学探测器（4）位于同一高度上；

工作状态时，信号发生器给电源传送高频率的方波信号，在每个周期中，低电平时压电陶瓷没有发生形变，使光束通过第一小孔（1-1）进入光程池；当为高电平时，压电陶瓷发生形变，带动支撑装置并使两个反射镜上升或下降一定的高度，外部的光束无法穿过第一小孔（1-1），而内部的光束在腔内进行反射并多次经过光学介质（3）；当再次为低电平时，经过多次反射后的光束从第二小孔（2-1）出射，被光学探测器4接收。

2.根据权利要求1所述的压电控制光束多次反射的光程池，其特征在于，所述的光程池呈左右对称结构。

3.根据权利要求1所述的压电控制光束多次反射的光程池，其特征在于，所述的第一小孔（1-1）和第二小孔（2-1）的孔径小于或等于高斯光束发射器发射的高斯光束直径。

4.根据权利要求1所述的压电控制光束多次反射的光程池，其特征在于，所述的第一反射镜（1）和第二反射镜（2）为平面镜。

5.根据权利要求1所述的压电控制光束多次反射的光程池，其特征在于，所述的第一反射镜（1）和第二反射镜（2）为球面镜，且两个球面镜的凹面相对；所述球面镜的曲率半径与高斯光束波前的曲率半径一致。

6.根据权利要求5所述的压电控制光束多次反射的光程池，其特征在于，所述的第一小孔和第二小孔分别位于第一反射镜和第二反射镜的中心反射点正上或正下的位置，且小孔中心与反射镜中心的距离为1-5倍的小孔孔径长度。

7.根据权利要求1所述的压电控制光束多次反射的光程池，其特征在于，高斯光束在光学介质内以透射为主导，能够与光学介质直接发生相互作用，或者由外加的物理场通过光学介质作用于高斯光束。

8.一种权利要求1所述的光程池的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）光程池的初始化：

调节第一反射镜（1）和第二反射镜（2）下面的支撑装置高度，使得第一反射镜（1）上的第一小孔（1-1）、第二反射镜（2）上的第二小孔（2-1）、高斯光束发射器、光学探测器（4）位于同一高度上；调节光学介质（3）位于小孔轴线上；

2）开启高斯光束发射器，高斯光束从第一反射镜（1）中的第一小孔（1-1）射入，透过光学介质（3）后从第二反射镜（2）中的第二小孔（2-1）射出；

当光学探测器（4）探测到出射的光信号后，利用信号发射器给电源传送方波信号：

在方波信号处于低电平时，两个支撑装置中的压电陶瓷不发生形变，使得高斯光束能够进入到光程池内部；

在方波信号处于高电平时，两个支撑装置中的压电陶瓷发生相同的形变，带动第一反射镜（1）和第二反射镜（2）上升或下降，使得第一反射镜（1）上的中心反射点、第二反射镜（2）上的中心反射点、高斯光束发射器、光学探测器（4）位于同一高度上，阻挡新的高斯光束从第一小孔（1-1）射入光程池内部以及阻挡光程池内部的高斯光束从第二小孔（2-1）射出，使得高斯光束在两个反射镜之间往返并多次透过光学介质（3），与光学介质相互作用，直至方波信号处于下一个低电平时，两个支撑装置中的压电陶瓷复位，光程池内部的高斯光束从第二小孔（2-1）射出，被光学探测器（4）接收。