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专利号: 2016101366989
申请人: 哈尔滨工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于光纤白光干涉原理的测厚仪,由宽谱光源(1)、光纤耦合器、光纤功率衰减器(3)、三端口光纤环行器、光纤准直器、扫描位移台控制的反射镜(6)、具有长度固定的标定光纤段(8)、信号处理单元(11)以及连接光纤组成,其特征在于:该装置采用了光程平衡式干涉仪结构,该平衡式干涉仪结构中,来自宽谱光源(1)发出的光从2×2光纤耦合器(2)的a端口入射后,被分为两束,分别从光纤耦合器(2)的b端口和c端口出射;系统中与b端口相连的部分光路为干涉仪的参考臂,其中包括光纤功率衰减器(3)、三端口光纤环行器(4)、光纤准直器(5)、由扫描位移台控制的反射镜(6);与c端口相连的部分光路为干涉仪的测量臂,其中包括三端口光纤环行器(7)、具有长度固定的标定光纤段(8)、光纤准直器(9),参考臂中的参考光信号最终进入光纤耦合器(10)的j端口,测量臂中的测量光信号则进入光纤耦合器(10)的k端口;所以光纤耦合器(10)的l和m端口输出的均为参考光与测量光的干涉信号,二者通过信号处理单元(11)的解调后即可得到待测物的精确厚度信息;所述的测量臂中具有长度固定的标定光纤段,在放置被测物之前的光纤段中,预置一单位长度的一段光纤,在此段的两端具有反射结构,该单位长度段两端面将产生反射光信号,并被系统检测出来,表现为两个固有间距的干涉信号,用于与待测物体的厚度进行对比;由于长度固定的标定光纤段(8)中的特殊处理,在事先制作的两个刻度处将有部分光信号被反射,其余光束通过光纤准直器(9)射入被测物。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤白光干涉原理的测厚仪,其特征在于:所述参考臂的光程调节装置是由光纤功率衰减器(3)、三端口光纤环行器(4)、光纤准直器(5)、由扫描位移台控制的反射镜(6)构成;光信号由三端口光纤环行器(4)的d端口进入后首先由e端口输出到光纤准直器(5),光纤准直器(5)与扫描位移台控制的反射镜(6)经过精密调节,使得由光纤准直器(5)出射的大部分光信号经反射镜反射后都能再次通过光纤准直器(5)回到光纤中;返回的光信号进入三端口光纤环行器(4)的e端口后由f端口输出后被送到耦合器(10),形成干涉信号;通过调节扫描位移台改变反射镜(6)的位置,即可改变光信号在参考臂中经历的总光程。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤白光干涉原理的测厚仪,其特征在于:所述的测厚装置参考臂的光程可调,以匹配测量臂中所需反射光信号所历经的光程;由于在测量臂中预制了固定长度的标定装置,使得该测厚仪在使用过程中毋须进行另外的标定过程,长度比较过程通过嵌入在信号处理单元仅中的软件程序,通过所采集到的四个反射光信号即可自动完成待测物厚度的精确测量。