近年来,由于测量精度的提高,国内外相继研究出了他们的移相干涉抗方法。基于偏振移相的原理,现如今众多的同步移相方案,都是首先在空间上将干涉仪的参考光和测试光分为多路,再在参考光和测试光的每一路通过偏振器件(偏振片或者波片)引入不同的移相量,从而达到在一瞬间测试到多路光束移相量的目的[4]。81854
20世纪以前,许多国家的科研人员相继发表了关于移相干涉测量或者同步移相测量相应的文章。例如:1984年美国的Smythe R。 A和R。 Moore提出了基于棱镜分光的同步移相装置,只是在理论阶段,没有实验的支撑[5]。19世纪90年代,日本的I。Yamaguchi等人对干涉条纹的移动传感器进行改进,首次申明使用梳状的SFD(即空间滤波器)充当,通过这种方式,可以实现干涉条纹的实时测量,再利用传统的移相方式,用通电的压电陶瓷(PZT)对参考光束和测试光束之间的光程差进行调控,这样得到的干涉图比较稳定[6]。美国亚利桑那大学(UA)光学中心与美国空间武器中心(United States Space Weapons Center)两大机构为了给美国国家航空航天局的实验室提供大口径的面型测试,在1999年联合研制出电光调制振动补偿移相干涉仪[7]。论文网
对于泰曼型的移相干涉仪,国内外研究学者近年来都有很多的研究成果。比如:21世纪伊始,美国亚利桑那大学(UA)光学中心的M.B.North-Morris等科学家们,在发明干涉仪的工作上取得了突破性的进展,他们在2003年制造出双折射散射板移相干涉仪[8]。2001年,Phase Shift Technology公司Koliopoulos得到了James E。 Millerd等人在先前提出的同步移相干涉仪[9]。2004年,James E。 Millerd等人提出基于微偏振阵列的同步移相方案以及一维和二维光栅分光、偏振移相的同步移相结构[10]。2005年,美国科学家Hagyong Kihm设计出由单个CCD接收干涉图的同步移相装置,本文的同步移相干涉仪也是用一个CCD[11]。2012年,美国工程师Abdelsalam D。G首次设计出了二维光栅和偏振阵列组成的移相系统,这个系统是目前为止最先进以及效果最好的一套移相系统,里面有一小部分系统本实验也会使用到[12]。
泰曼型结构中使用非共光路结构,容易得到一对偏振方向正交的参考光与测试光,从而实现偏振移相。而斐索型的干涉仪在设计过程中需要考虑到它共光路的特点,且在设计过程不容易将它的参考光和测试光进行分离,从而引入偏振移相成为难点[13]。国内外近年来对斐索型干涉仪的研究也有很大的进展。21世纪初期,美国科学家Bradlley T。 Kimbrough以及James E。Millerd两人提出了一种斐索型同步移相干涉方案,它是基于频移匹配的[14]。2009年南京理工大学徐晨等人设计出斐索型同步移相干涉仪,它是基于电流调制半导体激光器的,并且使用光栅进行分光的[15]。
根据国内外研究现状可以看出,到目前为止,国内外对于泰曼型的同步移相干涉仪的研究已经十分详尽,但是对于斐索型的同步移相干涉仪却不是很多。本论文将重点研究斐索型的同步移相干涉仪,包括如何将参考光和测试光进行分离,从而引入偏振移相,研究同步移相测试技术,设计基于偏振移相的斐索型同步移相结构。在设计的过程之中,将使用到一些现有的理论依据以及实验系统,有助于实验研究的成功。