偏振分光棱镜应用——激光干涉仪

偏振分光棱镜是兆九光电的主打产品之一，其作用是将一束光的水平偏振和垂直偏振分开，其中P偏光完全通过，而S偏光以45度角被反射，出射方向与P光成90度角。P光与S光的透过率之比大于1000，同时保证P光透过率在90%以上。具有应力小、消光比高、成像质量好、光束偏转角小等特点。偏振分光棱镜由一对高精度直角棱镜胶合而成。下面介绍一下偏振分光棱镜在激光干涉仪中的应用。

由于激光具有极好的时间相干性，其相干距离可以达到数公里，所以自激光问世以来，以激光为光源的激光干涉仪一直被人们所关注，其应用范围不断扩展，激光干涉仪技术也不断发展， 出现了各种形式的激光干涉仪。

尽管存在各种形式的激光干涉仪，但从原理上讲，可以归结为单频激光干涉仪和外差激光干涉仪两种基本类型。

通常用于长度测量的激光干涉仪采用Machelson干涉仪系统，图1为单频激光干涉仪原理示意图，分光镜BS将激光分为2束，一束射向定镜R，另一束射向动镜M，当动镜M移动时，经R和M的反射光在O处汇合产生干涉，由于分光镜金属膜的附加相移性质，光电探测器D1、D2接受的信号相位差为90°，用于计数器的方向辨别。

 

图1  单频激光干涉仪

图2为外差激光干涉仪的原理示意图，偏振方向相互垂直的同轴双频激光被分光镜BS分为二部分，反射部分经检偏器P1由光电探测器D1接受，作为系统的参考信号；透射部分在偏振分光棱镜PBS处按偏振方向分解，一路指向定镜R，频率为f 1；另一路指向动镜M，频率为f 2。当动镜M移动时，返回光产生多普勒频移Δf ，f 2+Δf 与f 1两光束在偏振分光棱镜PBS汇合， 经45°放置的检偏器P2，由光电探测器D2接收。

 

图2 外差激光干涉仪

在Machelson干涉仪系统中光程的变化是动镜位移的2 倍。

 

表1 单频激光干涉仪和外差激光干涉仪

从表中可见外差激光干涉仪的测量信息Δf是叠加在一个固定的频差( f 2-f 1)上的，属交流系统，而单频激光干涉仪的测量信息Δf是叠加在一个直流分量( E21+E22)上的，属直流系统，这是两种类型激光干涉仪的本质区别。

偏振分光棱镜主要应用在数控机床误差纠正用干涉仪以及各种需要起偏或检偏的光学仪器，在之后的文章中会一一介绍。兆九光电偏振分光棱镜具有优异的消光比、应力低、保偏能力强、成本低等优势，并且有很多实物库存，欢迎大家购买或免费试用。

 

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