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专利号: 2016108503544
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双声光调制相位共轭外差探测装置,其特征在于:包括产生两束相互垂直的正交偏振光装置、相位参考装置、微振动振幅相位测量装置、以及数据采集与处理显示装置;

所述的微振动振幅相位测量装置,由一个扩束器(14),两个偏振分光器,即第一偏振分光器(15)、第二偏振分光器(24),三个偏振转换器,即第一偏振转换器(16)、第二偏振转换器(22)和第三偏振转换器(25),两个双凸透镜,即第一双凸透镜(19)和第二双凸透镜(27),第二检偏器(18),一个半波片(23),一个全反射装置(17),第二光电探测器(20)及一个光折变晶体(28)组成;其中:●所述的产生两束相互垂直的正交偏振光装置,包含一个激光器(1),一个第三偏振光分光器(2),两个全反射直角棱镜,即第一全反射直角棱镜(3)和第二全反射直角棱镜(6),两个驱动频率分别为f1和f2的声光调制器,即第一声光调制器(4)和第二声光调制器(5)及一个偏振合光器(7);

●所述的相位参考装置,包含一个分光器(8)、第一检偏器(9)、第三双凸透镜(10)及第一光电探测器(11);

●所述的数据采集和处理装置,包含两个带通滤波器,即第一带通滤波器(12)和第二带通滤波器(21),一个双通道16位示波器卡(13)及一套计算机系统(29);

●由激光器(1)发出的激光束经第三偏振光分光器(2)分成两束线偏振光:一束为p光,另一束为s光,p光通过第一全反射直角棱镜(3)进入驱动频率为f1的第一声光调制器(4),s光通过驱动频率为f2的第二声光调制器(5)后,分别产生两个0级衍射光和两个+1级衍射光,驱动频率为f2的第二声光调制器(5)的+1级衍射光经过第二全反射直角棱镜(6)和驱动频率为f1的第一声光调制器(4)的+1级衍射光进入偏振合光器(7),合成光束通过分光器(8)的透射光束经过第一检偏器(9)之后,通过第三双凸透镜(10)在第一光电探测器(11)的光敏面上发生干涉,并转换为拍频为中频差的电信号,所述中频差的电信号作为系统的相位参考信号,经第一带通滤波器(12)滤波,进入双通道16位示波器卡(13)变为数字信号;

合成光束通过分光器(8)的反射光束通过扩束器(14)之后,进入第一偏振分光器(15),其中s光被反射并通过第一偏振转换器(16)到达可调反射度的全反射装置(17)之后被全反射,该反射光再一次通过第一偏振转换器(16)变为p光,并透过第一偏振分光器(15)和第二检偏器(18)之后,由第一双凸透镜(19)聚焦在第二光电探测器(20)的光敏面上;透过第一偏振分光器(15)的p光通过第二偏振转换器(22)和半波片(23)之后仍为p光,并透过第二偏振分光器(24),之后通过第三偏振转换器(25)到达被测物体(26)表面被全反射,该反射光携带“斑纹噪音”再一次通过偏振转换器(25)变为s光被第二偏振分光器(24)反射,通过第二双凸透镜(27)之后汇聚到光折变晶体(28)上,由光折变晶体(28)产生的相位共轭光,被第二双凸透镜(27)准直后被第二偏振分光器(24)再一次反射,并透过第三偏振转换器(25)到达被测物体(26)表面被全反射,反射回来的相位共轭光经过第三偏振转换器(25)后变为p光,并通过第二偏振分光器(24)、半波片(23)和第二偏振转换器(22)之后变为s光,被第一偏振分光器(15)反射并通过第二检偏器(18)由第一双凸透镜(19)聚焦在第二光电探测器(20)的光敏面上,与之前到达光电探测器(20)的光敏面上的p光发生干涉,并转换为拍频为中频差的电信号,所述中频差的电信号作为系统的测量信号,经第二带通滤波器(21)滤波,进入双通道16位示波器卡(13)变为数字信号;

所述数字信号经过计算机系统(29)对参考信号和测量信号数据的处理,获得微振动信号的振幅、频谱值。

2.根据权利要求1所述的一种双声光调制相位共轭外差探测装置,其特征在于:所述激光器(1)是气体激光器,或者是半导体激光器,或者是固体激光器。

3.根据权利要求1所述的一种双声光调制相位共轭外差探测装置,其特征在于:所述第二偏振转换器(22)是法拉第旋转器。

4.根据权利要求1所述的一种双声光调制相位共轭外差探测装置,其特征在于:所述第一偏振转换器(16)、第二偏振转换器(25)是法拉第旋转器,或者是四分之一波片。

5.根据权利要求1所述的一种双声光调制相位共轭外差探测装置,其特征在于:所述的半波片(23)的晶轴与通过第一偏振分光器(15)的p光振动方向夹角为22.5度,其作用是透过第一偏振分光器(15)的p光,通过第二偏振转换器(22)与半波片(23)之后,相对于第一偏振分光器(15)仍为p光。