[发明专利]基于分光同步移相的干涉检测装置及检测方法

摘要

基于分光同步移相的干涉检测装置及检测方法，属于光学干涉检测领域，本发明为解决现有光学相移干涉检测方法操作复杂困难、测量精度低的问题。本发明方案：光源发射的光束经偏振片和准直扩束系统的准直扩束后形成线偏振光，该线偏振光通过第一偏振分光棱镜后分成物光束和参考光束；汇合于第二偏振分光棱镜的物光束和参考光束通过λ/4波片和矩形窗口后，再依次经过第一傅里叶透镜、一维周期光栅、第二傅里叶透镜、消偏振分光棱镜和四象限偏振片组后，在图像传感器平面上产生干涉图样，计算机将采集获得的干涉图样处理，获取待测物体的相位分布。

主权项

一种基于分光同步移相的干涉检测装置，它包括光源（1），其特征在于：它还包括偏振片（2）、准直扩束系统（3）、第一偏振分光棱镜（4）、待测物体（5）、第一反射镜（6）、第二反射镜（7）、第二偏振分光棱镜（8）、λ/4波片（9）、矩形窗口（10）、第一傅里叶透镜（11）、一维周期光栅（12）、第二傅里叶透镜（13）、消偏振分光棱镜（14）、四象限偏振片组（15）、图像传感器（16）和计算机（17），其中λ为光源（1）发射光束的光波长，光源（1）发射的光束经偏振片（2）入射至准直扩束系统（3）的光接收面，经该准直扩束系统（3）准直扩束后的出射光束入射至第一偏振分光棱镜（4），第一偏振分光棱镜（4）的反射光束经待测物体（5）后入射至第一反射镜（6），第一反射镜（6）的反射光束作为物光束入射至第二偏振分光棱镜（8）；第一偏振分光棱镜（4）的透射光束经第二反射镜（7）反射后作为参考光束入射至第二偏振分光棱镜（8）；汇合于第二偏振分光棱镜（8）的物光束和参考光束经过λ/4波片（9）和矩形窗口（10）后入射至第一傅里叶透镜（11），经第一傅里叶透镜（11）汇聚后的出射光束通过一维周期光栅（12）后入射至第二傅里叶透镜（13），透射产生0和±1级衍射光，该衍射光经过消偏振分光棱镜（14）和四象限偏振片组（15）后的出射光束由图像传感器（16）的光接收面接收，图像传感器（16）的图像信号输出端连接计算机（17）的图像信号输入端；以第一傅里叶透镜（11）光轴的方向为z轴方向建立xyz三维直角坐标系，所述矩形窗口（10）沿垂直于光轴的方向设置，并且沿x轴方向均分为两个小窗口；第一傅里叶透镜（11）和第二傅里叶透镜（13）的焦距均为f；矩形窗口（10）位于第一傅里叶透镜（11）的前焦面上；一维周期光栅（12）位于第一傅里叶透镜（11）的后焦面上并且位于第二傅里叶透镜（13）的前焦面上；图像传感器（16）位于第二傅里叶透镜（13）的后焦面上；一维周期光栅（12）的周期d与矩形窗口（10）沿x轴方向的长度D之间满足关系：d=2λf/D。