CN102519356A - 一种基于全反射的光路互换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于全反射的光路互换装置。它由8个规格相同的等腰直角棱镜组成；8个棱镜构成形成于入射光束和出射光束之间的光路结构控制***，平行入射的两束光线经该***四次全反射后平行出射，实现位置互换，但并不改变两光线的间隔及光学特性。它是一种体积小、结构简单、控制稳定且对光束偏振态无影响的光路互换装置。

Description

一种基于全反射的光路互换装置
技术领域
本发明涉及激光干涉测量的光路结构，属于纳米测量领域，特别是一种基于全反射的光路互换装置。
背景技术
21世纪最有发展前途的科学之一。它涉及到微电子学、光学、材料学、机械学、生物与生命科学等科学研究与工业领域，其目的是研究、发展和加工关键尺寸接近或者小于100nm的材料、装置和***，以获得具有所需功能和性能的产品。
目前纳米测量方法主要有以扫描探针显微镜为代表的非光学测量方法和以各种激光干涉仪为代表的光学测量方法两大类。以扫描探针显微镜为代表的非光学纳米测量方法能够实现纳米甚至亚纳米的测量分辨率，但是这些方法在溯源到米定义的时候,仍然需要利用激光干涉仪等光学方法进行标定和校正。因此, 利用激光干涉仪的光学纳米测量方法又是纳米技术中的基础之基础。
光路互换装置在激光干涉仪光路中能够起到简化光路结构、减少光学元件数目的作用，但是，现有的光路互换装置是基于折射原理实现的，这势必会对光线的光学特性带来影响，因此需要发明一个对光线光学特性没有影响的光路互换装置，能够在简化激光干涉仪光路结构的同时，不会对光线特性有影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于全反射的光路互换装置，主要解决上述现有技术所存在的缺点，它是一种体积小、结构简单、控制稳定且对光束偏振态无影响的光路互换装置。
为实现上述目的，本发明是这样实现的。
一种基于全反射的光路互换装置，其特征在于：它由8个规格相同的等腰直角棱镜组成；其中：第一棱镜与第二棱镜的各一条直角边在同一竖直直线上延接，第一棱镜与第二棱镜的斜边呈90度夹角；该第一棱镜的另一直角边与第三棱镜的一直角边完全重合，且第三棱镜的斜边与第一棱镜的斜边平行，第四棱镜的一直角边与第三棱镜的另一直角边完全重合，且第四棱镜的斜边与第三棱镜的斜边呈90度夹角；第二棱镜的另一条直角边与第五棱镜的一直角边完全重合，且第五棱镜的斜边与第二棱镜的斜边平行；第四棱镜的另一直角边正下方位置对应于第六棱镜的一直角边，且该直角边水平延伸线穿过第一棱镜与第二棱镜的各一条直角边的连接点，第六棱镜的斜边与第二棱镜的斜边平行；第六棱镜另一直角边的下端点连接第七棱镜的直角顶点，且第七棱镜位于第六棱镜斜边的另一侧，且第七棱镜的一条直角边与第六棱镜的另一直角边垂直，第七棱镜的另一条直角边是第六棱镜的另一直角边在竖直方向的延伸；第六棱镜的直角顶点与第八棱镜的一斜角顶点重合，且第八棱镜也位于第六棱镜斜边的另一侧，该第八棱镜的斜边与第七棱镜的斜边平行。
与现有技术相比，本发明有显著进步，具体表现在：本发明装置包括8个相同规格的等腰直角棱镜，8个棱镜构成形成于入射光束和出射光束之间的光路结构控制***，平行入射的两束光线经该***四次全反射后平行出射，实现位置互换，但并不改变两光线的间隔及光学特性。
本发明装置在使用时的特点如下：
1、平行入射的两束光线经该装置后以相同间隔平行出射，且实现位置互换。
2、两束光线在经过该装置后并不改变任何光学特性，尤其是对光束偏振态没有影响，且没有能量损失。
3、两束光线经过该装置后，两束光线所走过的光程是一样的，也就是说并不会带来任何的光程差。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明公开了一种基于全反射的光路互换装置。如图所示：它由8个规格相同的等腰直角棱镜组成。其中：第一棱镜1与第二棱镜2的各一条直角边在同一竖直直线上延接，第一棱镜1与第二棱镜2的斜边呈90度夹角；该第一棱镜1的另一直角边与第三棱镜3的一直角边完全重合，且第三棱镜3的斜边与第一棱镜1的斜边平行，第四棱镜4的一直角边与第三棱镜3的另一直角边完全重合，且第四棱镜4的斜边与第三棱镜3的斜边呈90度夹角；第二棱镜2的另一条直角边与第五棱镜5的一直角边完全重合，且第五棱镜5的斜边与第二棱镜2的斜边平行；第四棱镜4的另一直角边正下方位置对应于第六棱镜6的一直角边，且该直角边水平延伸线穿过第一棱镜1与第二棱镜2的各一条直角边的连接点，第六棱镜6的斜边与第二棱镜2的斜边平行；第六棱镜6另一直角边的下端点连接第七棱镜7的直角顶点，且第七棱镜7位于第六棱镜6斜边的另一侧，且第七棱镜7的一条直角边与第六棱镜6的另一直角边垂直，第七棱镜7的另一条直角边是第六棱镜6的另一直角边在竖直方向的延伸；第六棱镜6的直角顶点与第八棱镜8的一斜角顶点重合，且第八棱镜也位于第六棱镜6斜边的另一侧，该第八棱镜8的斜边与第七棱镜7的斜边平行。
图1中入射光线a、b经光路互换装置后平行等间隔出射，位置互换。使用时，将8个棱镜按图所示固定在同一基板上，保证所有光线是垂直入射进各个直角棱镜的，这样就可以实现两入射光线位置互换后出射，同时不改变光线光学特性，并且走过的光程相同。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (1)

1.一种基于全反射的光路互换装置，其特征在于：它由8个规格相同的等腰直角棱镜组成；其中：第一棱镜（1）与第二棱镜（2）的各一条直角边在同一竖直直线上延接，第一棱镜（1）与第二棱镜（2）的斜边呈90度夹角；该第一棱镜（1）的另一直角边与第三棱镜（3）的一直角边完全重合，且第三棱镜（3）的斜边与第一棱镜（1）的斜边平行，第四棱镜（4）的一直角边与第三棱镜（3）的另一直角边完全重合，且第四棱镜（4）的斜边与第三棱镜（3）的斜边呈90度夹角；第二棱镜（2）的另一条直角边与第五棱镜（5）的一直角边完全重合，且第五棱镜（5）的斜边与第二棱镜（2）的斜边平行；第四棱镜（4）的另一直角边正下方位置对应于第六棱镜（6）的一直角边，且该直角边水平延伸线穿过第一棱镜（1）与第二棱镜（2）的各一条直角边的连接点，第六棱镜（6）的斜边与第二棱镜（2）的斜边平行；第六棱镜（6）另一直角边的下端点连接第七棱镜（7）的直角顶点，且第七棱镜（7）位于第六棱镜（6）斜边的另一侧，且第七棱镜（7）的一条直角边与第六棱镜（6）的另一直角边垂直，第七棱镜（7）的另一条直角边是第六棱镜（6）的另一直角边在竖直方向的延伸；第六棱镜（6）的直角顶点与第八棱镜（8）的一斜角顶点重合，且第八棱镜也位于第六棱镜（6）斜边的另一侧，该第八棱镜（8）的斜边与第七棱镜（7）的斜边平行。
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