[发明专利]测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统及其方法

权利要求书

1.一种测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，其特征在于，包括激光发射单元、目标反射靶面、前置双路光学接收系统、正交偏振四路干涉系统以及信号采集与数据处理系统；

所述激光发射单元包括激光器和扩束系统，用来发射指定半径、波段的激光光束；

所述目标反射靶面用于反射激光光束；

所述前置双路光学接收系统用于收集信号光并选取两个对称的子光束作为接收光；

所述正交偏振四路干涉系统包括沿两子光束传输路径设置的滤光片、衰减片、偏振片、半波片、两个平面反射镜，随后其中一束光路上设置四分之一波片、反射镜，另一路光经过两个反射镜，调节两光束使得传输路径长度相等；正交偏振四路干涉系统还包括一个分光棱镜、两个偏振分光棱镜，分光棱镜的透射光和反射光是两个子光束干涉的结果，同时包含水平偏振态和垂直偏振态的干涉信息，透射光和反射光分别经过偏振分光棱镜将水平偏振态干涉结果和垂直偏振态干涉结果分离，形成四路干涉信号；

所述信号采集与解算系统包括四个光电探测器，用来采集四路偏振干涉信号，并通过数据采集卡将信号输入至计算机，用于解算出相位信息。

2.根据权利要求1所述的测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，其特征在于，所述目标反射靶面为平面反射镜或角反射镜。

3.根据权利要求1所述的测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，其特征在于，所述前置双路光学接收系统包括望远镜和光阑。

4.根据权利要求1所述的测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，其特征在于，所述偏振片的偏振方向为水平，其出射光为水平线偏振光。

5.根据权利要求1所述的测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，其特征在于，所述半波片的快轴方向与偏振片的偏振方向呈22.5°角，其出射光束的偏振方向与水平方向呈45°夹角。

6.根据权利要求1所述的测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，其特征在于，所述四分之一波片的快轴方向为水平方向或者垂直方向，使得在光束水平方向或者垂直方向上增加π/2的相位延迟。

7.根据权利要求1所述的测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，其特征在于，所述分光棱镜的透射率T＝50％，使得透射光与反射光中光强常数项被消除，只包含两子光束的干涉项。

8.根据权利要求1所述的测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，其特征在于，所述的四个光电探测器在进行结构调节安装时选择CCD相机进行成像探测，在光路调节完成后，采用光电倍增管PMT进行数据采集，以实现高帧率、高灵敏度的信号采集。