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专利名称：一种线偏振光磁光效应检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种线偏振光磁光效应检测装置。
背景技术：
在精密测试计量技术领域，偏振光及偏振光的磁光调制技术应用非常广泛，然而在应用过程中，对于偏光的稳定性、偏振器件的性能以及偏振光经过磁光调制后的状态不明确，从而影响了最终的测量精度。目前，应用线偏振光磁光调制技术进行精密测量时，是将经过磁光调制后的偏振光作为基准来检测目标相对于该基准的微小偏移量，或是根据偏振光经过目标后的状态变化对目标进行测量。所以，偏振器件的性能、经过磁光调制后的偏振光的性能对于测量非常关键，其稳定性直接影响到测量的精度。通过调研，现有的偏振光及偏振光磁光效应检测装置存在精度低、体积较大、受使用环境条件的制约等缺点。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种线偏振光磁光效应检测装置，以解决背景技术中存在的技术问题。本实用新型的技术解决方案是一种线偏振光磁光效应检测装置，包括在入射光路上依次设置的通光孔、偏振棱镜、聚光透镜以及光电探测器和用以带动偏振棱镜水平旋转的旋转机构；所述旋转机构上设置有用以测试偏振棱镜水平旋转角度的测角码盘。上述偏振棱镜、聚光透镜和光电探测器置于一个密封的仪器罩内，所述光电探测器固定于该仪器罩内的底面上；所述旋转机构分为上、下两个部分，其中下部包括安装于检测装置的基座上作为动力输出的精密旋转轴和微调旋钮以及锁紧旋钮，上部伸入所述仪器罩内形成旋转架，所述偏振棱镜和聚光透镜依次位于该旋转架的中轴线上且以压圈方式固定。上述偏振棱镜、聚光透镜置于一个偏振棱镜座上，偏振棱镜通过石膏进行固定，聚光透镜通过压圈进行固定，压圈与偏振棱镜座螺纹连接；偏振棱镜座通过螺钉固定于仪器罩内的底面上。上述通光孔位于所述仪器罩顶部，通光孔位置安装经过淬火释放应力的密封玻璃，密封玻璃通过环形弹性压圈固定，所述环形弹性压圈与仪器罩通过螺纹连接且中心位于所述中轴线上。上述测角码盘分为定盘和动盘两部分，分别固定于基座和精密旋转轴上。上述光电探测器固定于信号处理电路板上，该信号处理电路板通过螺钉固定于仪器罩内的底面上，且光电探测器位于聚光透镜正下方。上述基座是带有20"水准器的调平基座；所述20"水准器置于旋转机构上、下两部分之间外侧上端面，并由石膏灌封固定。
3[0013]针对偏振光稳定性的检测，该线偏振光磁光效应检测方法，包括以下步骤1)设置偏振棱镜，使被检线偏振光入射至偏振棱镜通光孔并出射至光电探测器；2)调节偏振棱镜，使偏振棱镜的透光轴与被检线偏振光的光轴在与偏振光入射方向垂直的平面内成90°夹角，记此时偏振棱镜的透光轴位于所述平面内a位置；3)水平转动偏振棱镜90°，再根据光电探测器的输出信号，水平微调偏振棱镜， 使偏振棱镜的透光轴与被检线偏振光的光轴成0°或180°夹角，记此时偏振棱镜的透光轴位于所述平面内b位置，并记录此时的角度值；4)多次操作步骤2)和3)；5)根据多组所述测量角度值，统计计算得出被检线偏振光光轴的稳定度。上述步骤幻得出与b位置相对应的角度值为Xi ；步骤4)重复操作η次步骤2)和 3)；步骤幻所述统计计算是根据以下公式计算得到被检线偏振光光轴的稳定度δ。针对磁光调制深度以及磁光调制角幅度的检测，该线偏振光磁光效应检测方法， 包括以下步骤1)设置偏振棱镜，使被检线偏振光入射至偏振棱镜通光孔并出射至光电探测器；2)调节偏振棱镜，使偏振棱镜的透光轴与被检线偏振光的光轴在与偏振光入射方向垂直的平面内成45°夹角，测得此位置下光电探测器检测到的信号光强度最大值Imax最小值I-；3)被检经过磁光调制线偏振光的磁光调制深度根据以下公式计算得到；π = (I -I . )/(1 +1 ■)
LJL\imax 丄 min/ 1 \imax 丄 min/4)根据步骤幻得到的磁光调制深度η的值，计算得到磁光调制的调制角幅度为θ = (arcsinn)/2。本实用新型检测方法操作简便、避免了测试环境对检测精度的不利影响；本实用新型检测装置结构简明、稳定性较好，测试精度较高。

图1为本实用新型检测装置的结构示意图。图2为本实用新型检测装置侧视示意图。图3为进行线偏振光磁光效应检测时检测装置的光路示意图。附图标号说明1-密封玻璃压圈；2-密封玻璃；3-仪器罩；4-偏振棱镜；5-偏振棱镜座；6-聚光透镜；7-聚光透镜固定压圈；8-光电探测器；9-偏振棱镜座固定螺钉；10-信号处理及控制电路板；11-仪器罩固定螺钉；12-高精度测角码盘；13-旋转轴固定压圈；14-仪器罩连接螺钉；15-精密旋转轴；16-旋转机构微调旋钮；[0039]17-旋转机构锁紧旋钮；18-底座；19-底座锁紧旋钮；20-调平脚螺；21-20"水准器；22-液晶显示及控制面板；23-(旋转机构的)锁紧及微调旋钮轴；25-入射线偏振光。
具体实施方式
本实用新型的线偏振光磁光效应检测装置，包括在入射光路上依次设置的通光孔、偏振棱镜、聚光透镜以及光电探测器和用以带动偏振棱镜水平旋转的旋转机构；所述旋转机构上设置有用以测试偏振棱镜水平旋转角度的测角码盘。偏振棱镜、聚光透镜和光电探测器置于一个密封的仪器罩内，所述光电探测器固定于该仪器罩内的底面上；所述旋转机构分为上、下两个部分，其中下部包括安装于检测装置的基座上作为动力输出的精密旋转轴和微调旋钮以及锁紧旋钮，上部伸入所述仪器罩内形成旋转架，所述偏振棱镜和聚光透镜依次位于该旋转架的中轴线上且以压圈方式固定。偏振棱镜、聚光透镜置于一个偏振棱镜座上，偏振棱镜通过石膏进行固定，聚光透镜通过压圈进行固定，压圈与偏振棱镜座螺纹连接；偏振棱镜座通过螺钉固定于仪器罩内的底面上。通光孔位于所述仪器罩顶部，通光孔位置安装经过淬火释放应力的密封玻璃，密封玻璃通过环形弹性压圈固定，所述环形弹性压圈与仪器罩通过螺纹连接且中心位于所述中轴线上。测角码盘分为定盘和动盘两部分，分别固定于基座和精密旋转轴上。光电探测器固定于信号处理电路板上，该信号处理电路板通过螺钉固定于仪器罩内的底面上，且光电探测器位于聚光透镜正下方。基座是带有20"水准器的调平基座；所述20"水准器置于旋转机构上、下两部分之间外侧上端面，并由石膏灌封固定。应用本实用新型的检测装置，可以在一个完整的操作流程中完成对多个检测参数的检测，该方法包括以下步骤1)将检测装置置于检测台上，使经过磁光调制后的线偏振光对准检测装置的通光孔并将检测装置调平；2)打开检测装置电源开关，转动检测装置的旋转机构，使检测装置上偏振棱镜的透光轴与被检线偏振光光轴成90°夹角(旋转机构转动到该位置时会给出语音提示)，并锁紧将旋转机构的锁紧旋钮。此时，旋转装置处于位置I ；3)保持检测装置位置不变，将旋转机构相对于上述位置I转动90° (旋转机构转过的角度可从液晶显示屏上读出)，将锁紧旋钮锁紧，选择控制面板上的“光轴测量”键，调节旋转机构上的微调旋钮，使检测装置上偏振棱镜的透光轴与被检线偏振光光轴成0°或成180°夹角(旋转机构转动到该位置时会给出语音提示)，此时从液晶显示屏上可以读出
偏振光光轴的方位值，按照上述方法进行重复η次测量，根据公式Χ)2进行计算
即可得到被测线偏振光光轴的稳定度；[0053]4)上述步骤幻操作完成后，保持检测装置位置不变，将旋转机构相对于上述位置 I转动45° (旋转机构转过的角度可从液晶显示屏上读出)，并将锁紧旋钮锁紧；此时检测装置上偏振棱镜透光轴与被检线偏振光光轴夹角为45°，光电探测器检测到信号光强度可以表示为Imax= Io(l+sin2 0)/2(1)Imin= Io(l-sin2 0)/2(2)I0为检测装置上偏振棱镜透光轴与线偏振光光轴夹角为0°时光电探测器检测到的信号光强度；θ为磁光调制的调制角幅度根据式⑴、⑵计算得到磁光调制的调制深度可以表示为η = (Imax-Imin)/(imax+imi ) (3)选择控制面板上的“调制深度”按键，此时从液晶显示屏上即可得到被测偏振光的磁光调制深度n，精度为士 ；5)保持检测装置处于步骤4)所在位置不变，选择控制面板上的“调制角幅度”按键，此时从液晶显示屏上即可得到被测偏振光的磁光调制角幅度θ，精度为士30"；由磁光调制的调制深度η = (Imax-Imin)/(Imax+Imin) = sin 2 θ可以得到磁光调制的调制角幅度为θ = (arCSinii)/2，根据步骤(4)检测得到的磁光调制深度η的值，便可得到调制角幅度θ。6)借助于本检测装置，按照上述操作方法可以对偏器件的性能，如偏振棱镜的消光特性、磁光调制晶体的稳定性等做初步的检测和分析；7)该检测装置适用于磁光调制信号为正弦波信号的检测，并可将原始调制信号作为同步基准信号引入检测装置。检测装置对其上偏振棱镜的透光轴与被检线偏振光光轴成 90°夹角位置的判断是以检测到原始调制信号的二倍频信号为准的，将原始调制信号作为基准信号来检测其二倍频信号有助于提高系统的检测精度。可以看出，本实用新型检测方法操作简便、能够避免测试环境对检测精度的不利影响；本实用新型检测装置结构简明、稳定性较好，测试精度较高。
权利要求1.一种线偏振光磁光效应检测装置，其特征在于包括在入射光路上依次设置的通光孔、偏振棱镜、聚光透镜以及光电探测器和用以带动偏振棱镜水平旋转的旋转机构；所述旋转机构上设置有用以测试偏振棱镜水平旋转角度的测角码盘。
2.根据权利要求1所述的线偏振光磁光效应检测装置，其特征在于所述偏振棱镜、聚光透镜和光电探测器置于一个密封的仪器罩内，所述光电探测器固定于该仪器罩内的底面上；所述旋转机构分为上、下两个部分，其中下部包括安装于检测装置的基座上作为动力输出的精密旋转轴和微调旋钮以及锁紧旋钮，上部伸入所述仪器罩内形成旋转架，所述偏振棱镜和聚光透镜依次位于该旋转架的中轴线上且以压圈方式固定。
3.根据权利要求2所述的线偏振光磁光效应检测装置，其特征在于所述偏振棱镜、聚光透镜置于一个偏振棱镜座上，偏振棱镜通过石膏进行固定，聚光透镜通过压圈进行固定， 压圈与偏振棱镜座螺纹连接；偏振棱镜座通过螺钉固定于仪器罩内的底面上。
4.根据权利要求2所述线偏振光磁光效应检测装置，其特征在于所述通光孔位于所述仪器罩顶部，通光孔位置安装经过淬火释放应力的密封玻璃，密封玻璃通过环形弹性压圈固定，所述环形弹性压圈与仪器罩通过螺纹连接且中心位于所述中轴线上。
5.根据权利要求2所述线偏振光磁光效应检测装置，其特征在于所述测角码盘分为定盘和动盘两部分，分别固定于基座和精密旋转轴上。
6.根据权利要求2所述线偏振光磁光效应检测装置，其特征在于所述光电探测器固定于信号处理电路板上，该信号处理电路板通过螺钉固定于仪器罩内的底面上，且光电探测器位于聚光透镜正下方。
7.根据权利要求2所述线偏振光磁光效应检测装置，其特征在于所述基座是带有 20"水准器的调平基座；所述20"水准器置于旋转机构上、下两部分之间外侧上端面，并由石膏灌封固定。
专利摘要本实用新型提供了一种线偏振光磁光效应检测装置，解决了现有技术存在的技术问题。本实用新型的检测装置包括在入射光路上依次设置的通光孔、偏振棱镜、聚光透镜以及光电探测器和用以带动偏振棱镜水平旋转的旋转机构；所述旋转机构上设置有用以测试偏振棱镜水平旋转角度的测角码盘。本实用新型检测装置结构简明、稳定性较好，测试精度较高。
文档编号G01M11/02GK202210023SQ20112029774
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者姚挺, 徐峰, 李鹏, 王卫峰, 陆卫国 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所