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申请/专利权人：中国科学院高能物理研究所

摘要：本发明公开了一种高分辨率光栅外差干涉滚转角测量方法及装置。本装置包括设置在双频激光源出射光路的非偏振分光组合棱镜，其透射光路上设置第一偏振分光棱镜，反射光路上依次设置第一直角棱镜、第二直角棱镜、第二偏振分光棱镜；第一偏振分光棱镜反射光路上设置第三直角棱镜；第二偏振分光棱镜反射光路上设置第四直角棱镜；第一偏振分光棱镜透射光路及第四直角棱镜反射光路上设置四分之一波片、透射光栅、平面反射镜；第二偏振分光棱镜透射光路及第三直角棱镜反射光路上设置四分之一波片、透射光栅、平面反射镜；第一、二偏振分光棱镜反射光路分别设置反向的角锥棱镜；设置在第一、二偏振分光棱镜透射光路的检偏器、光电设置在探测器。

主权项：1.一种高分辨率光栅外差干涉滚转角测量方法，其步骤包括：1双频激光源输出包含两不同频率的正交偏振光的出射光，所述出射光包括频率为f1的P光记为第一线偏振光，频率为f2的S光记为第二线偏振光；2将所述出射光经分光单元分为第一透射光及第一反射光；3所述第一透射光经第一偏振分光器分光；其中，经第一偏振分光器透射输出的P光记为第二透射光，经第一偏振分光器反射输出的S光记为第二反射光；4将所述第二透射光依次经第一四分之一波片、第一透射光栅入射到第一平面反射镜，经所述第一平面反射镜反射后再次透过第一透射光栅、第一四分之一波片后改变偏振方向记为P1s光；5所述P1s光经第一偏振分光器反射至第一角锥棱镜后平行返回，再次由第一偏振分光器反射后依次经第一四分之一波片、第一透射光栅入射到第一平面反射镜，经第一平面反射镜反射后再次透过第一透射光栅、第一四分之一波片后改变偏振方向记为P1P光；6将所述第二反射光经第三直角棱镜反射后依次经第二四分之一波片、第二透射光栅入射到第二平面反射镜，经所述第二平面反射镜反射后再次透过第二透射光栅、第二四分之一波片后改变偏振方向记为S1P光；7所述S1P光经第三直角棱镜反射至第一偏振分光器后透射输出到第一角锥棱镜平行返回，再次由第一偏振分光器透射后依次经第三直角棱镜、第二四分之一波片、第二透射光栅入射到第二平面反射镜，由第二平面反射镜反射后再次经第二透射光栅、第二四分之一波片后改变偏振方向记为S1S光；8所述S1S光经第三直角棱镜反射至第一偏振分光器后与步骤5所得P1P光合光，经第一检偏器起偏后由第一光电探测器接收得到第一拍频信号；9将所述第一反射光经第二直角棱镜入射到第二偏振分光器分光；其中，经第二偏振分光器透射输出的P光记为第三透射光，经第二偏振分光器反射输出的S光记为第三反射光；10将所述第三透射光依次经第二四分之一波片、第二透射光栅入射到第二平面反射镜，经所述第二平面反射镜反射后再次透过第二透射光栅、第二四分之一波片后改变偏振方向记为P2s光；11所述P2s光经所述第二偏振分光器反射至第二角锥棱镜后平行返回，再次由第二偏振分光器反射后依次经第二四分之一波片、第二透射光栅入射到第二平面反射镜，经第二平面反射镜反射后再次透过第二透射光栅、第二四分之一波片后改变偏振方向记为P2P光；12将第三反射光经第四直角棱镜反射后依次经第一四分之一波片、第一透射光栅入射到第一平面反射镜，由第一平面反射镜反射后再次透过第一透射光栅、第一四分之一波片后改变偏振方向记为S2P光；13所述S2P光经第四直角棱镜反射至第二偏振分光器后，透射输出至第二角锥棱镜后平行返回，再次由第二偏振分光器透射后依次经第四直角棱镜、第一四分之一波片、第一透射光栅入射到第一平面反射镜，然后由第一平面反射镜反射再次经第一透射光栅、第一四分之一波片后改变偏振方向记为S2S光；14所述S2S光经第四直角棱镜反射至第二偏振分光器后与步骤11得到的P2P光合光，经第二检偏器起偏后由第二光电探测器接收为第二拍频信号；15将第一拍频信号与第二拍频信号通过相位计进行比相，获得第一拍频信号与第二拍频信号的相位差发送给数据处理单元；所述数据处理单元根据相位差与滚转角α的解算关系式获得物体的滚转角α；其中，所述第一透射光栅、第二透射光栅装配于待测物体上。

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