[发明专利]基于多次通过二分之一波片的光强法滚转角测量装置及方法

摘要

本发明公开一种基于多次通过1/2波片的光强法滚转角测量装置及方法，该装置包括激光器及位于其出射光光路中的1/2波片，1/2波片位于两套棱镜阵列中间，1/2波片的最终出射光轴上设置偏振分光棱镜，偏振分光棱镜的透射光轴和反射光轴上设置第一功率探头和第二功率探头；第一功率探头和第二功率探头通过信号处理电路与计算机连接，本发明利用1/2波片配合棱镜阵列使用时对偏振光作用的可叠加性，将其置于两套棱镜阵列中，提高了滚转角测量的分辨率。

主权项

1.一种基于多次通过二分之一波片的光强法滚转角测量装置的测量方法，其特征在于，基于多次通过二分之一波片的光强法滚转角测量装置包括激光器(1)，在所述激光器(1)的光轴后设有1/2波片(2)；所述1/2波片(2)的两侧分别设有棱镜阵列，所述棱镜阵列为角锥棱镜阵列或者直角棱镜阵列；在所述1/2波片(2)的最终出射光轴上设置偏振分光棱镜(4)，所述偏振分光棱镜(4)的透射光轴上设有第一功率探头(5)，所述偏振分光棱镜(4)的反射光轴上设有第二功率探头(6)；所述第一功率探头(5)和第二功率探头(6)分别与信号处理电路(7)相连接，所述的信号处理电路(7)与计算机(8)相连接；设置在所述1/2波片(2)两侧的两套棱镜阵列为第一棱镜阵列(3a)和第二棱镜阵列(3b)，第一棱镜阵列(3a)和第二棱镜阵列(3b)平行设置，所述1/2波片(2)位于第一、二棱镜阵列(3a、3b)之间；所述激光器(1)用于发出光束经过1/2波片(2)，在棱镜阵列(3b)作用下反射返回，接着又经过1/2波片(2)，此时光束往返经过1/2波片(2)达1次；随后光束到达第一棱镜阵列(3a)并被反射，在第一棱镜阵列(3a)和第二棱镜阵列(3b)的作用下，光束第2次往返经过1/2波片(2)；这样，此光束在第一棱镜阵列(3a)和第二棱镜阵列(3b)之间，往返经过后1/2波片n次后，再出射到偏振分光棱镜(4)，由偏振分光棱镜(4)出射的透射光束被第一功率探头(5)接收，视为信号一；由偏振分光棱镜(4)出射的反射光束被第二功率探头(6)接收，视为信号二；由信号处理电路(7)对信号一与信号二的光强值进行比较，根据信号一与信号二的光强差的变化量与滚转角的关系式即可计算出被测滚转角1/2波片(2)的滚转角的值，从而实现滚转角测量；基于多次通过二分之一波片的光强法滚转角测量装置的测量方法，包括以下步骤：1)激光器(1)发出的光束经过1/2波片(2)后入射到两套棱镜阵列，经两套棱镜阵列反复反射作用使光束往返经过1/2波片(2)n次后，再出射到偏振分光棱镜(4)，由偏振分光棱镜(4)出射的透射光束被第一功率探头(5)接收，视为信号一；2)由偏振分光棱镜(4)出射的反射光束被第二功率探头(6)接收，视为信号二；3)信号一与信号二通过信号处理电路(7)将数据传递给计算机(8)，计算机(8)根据光强的变化量与滚转角之间的关系式计算出1/2波片(2)的角误差即被测滚转角Δθ；滚转角Δθ的测量计算公式为：其中，ΔΙ_c为滚转角Δθ引起的光强差变化，其中：ΔI_c＝K_θΔθ＝±8nI₀·Δθ，Kθ为角增益系数，n由棱镜阵列的棱镜的数目决定，为常数，I₀为激光器出射的初始光束的光强大小。