本发明涉及光学干涉振动检测，具体为一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置。
背景技术：
1、在微小振动信号的探测中，零差、外差干涉及法布里-珀罗干涉仪被广泛应用，但零差干涉仪受外部噪声(如半导体器件的1/f噪声、激光器光强噪声)的影响较大，难以应用于工业现场检测中，法布里-珀罗干涉仪结构复杂、调节困难，且造价成本高昂。
2、外差干涉仪利用多普勒频移将被测物体的位移变化调制在差频信号上，故其抗干扰性强,且外差干涉可以直接从输出频率相对于差频的增减判别运动的方向，因此可以测量物体的连续变化过程如随机振动波形，气流扰动随时间变化过程，而零差干涉仪较难实现。
3、对于整个二维平面振动信号的高分辨率、高抗干扰的扫描检测，一般可利用移动被测试件或干涉仪来实现，如专利：基于4f系统的扫描干涉光刻系统cn112099121，但这种方法对位移台的负载要求较高，并且难以在狭小空间内使用，受限于位移台负载能力及场镜的扫描范围，难以实现大质量被测试件的大范围扫描检测。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供现有的一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置，以解决现有的检测技术受限于位移台负载能力及场镜的扫描范围，难以实现大质量被测试件的大范围扫描检测的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置，包括激光器、定位小孔、非偏振分光棱镜、二分之一波片、正偏振分光棱镜、第一信号采集系统、第二信号采集系统、第一光路反射系统以及第二光路反射系统。
3、所述定位小孔位于激光器的输出端，所述激光器射出的激光穿过所述定位小孔并被所述非偏振分光棱镜分为检测信号路与参考信号路，参考信号路通过所述第一信号采集系统转换为电信号后被所述数据采集卡采集。
4、透射所述非偏振分光棱镜的信号光路由所述二分之一波片对准所述正偏振分光棱镜的偏振轴后射入，信号光路被正偏振分光棱镜分为光路一和光路二，光路一通过第一光路反射系统反射至第二信号采集系统，光路二通过第二光路反射系统反射至第二信号采集系统。
5、所述第二信号采集系统通过将光路一与光路二转换为电信号后被所述数据采集卡采集。
6、优选的，所述第一信号采集系统包括第一偏振片、第一透镜以及第一雪崩光电探测器。
7、被所述非偏振分光棱镜反射的参考信号路经过所述第一偏振片后被所述第一透镜聚焦在所述第一雪崩光电探测器上的光敏面上，第一偏振片的偏振方向为45°，所述第一雪崩光电探测器将光信号转换为电信号后被所述数据采集卡采集。
8、优选的，所述第一光路反射系统包括第一四分之一波片、第一反射镜以及直角反射棱镜，其中被所述正偏振分光棱镜反射的光路一s偏振光进入所述第一四分之一波片，被所述第一四分之一波片转换为圆偏振光后入射至所述第一反射镜并被转换为旋向相反的圆偏振光，再次经过第一四分之一波片后被转换为p偏振光，于是透射所述正偏振分光棱镜后被直角反射棱镜反射回正偏振分光棱镜，于是再次经过第一四分之一波片与第一反射镜，接着被第一反射镜反射的圆偏振态光路一被第一四分之一波片转换为s偏振光后被正偏振分光棱镜反射至第二信号采集系统。
9、优选的，所述第二光路反射系统包括第二四分之一波片、第一接口耦合器、第二接口耦合器、第一接口准直器、第二接口准直器、第一单模保偏光纤、第二单模保偏光纤、第二反射镜以及第二反射镜上设置的被测试件。
10、透射所述正偏振分光棱镜的光路二经过所述第二四分之一波片被转换为圆偏振光并被所述第一耦合器耦合至所述第一单模保偏光纤，出射所述第一单模保偏光纤后被所述第一接口准直器准直为空间光后入射至所述被测试件上的所述第二反射镜上，所述第二反射镜的反射光由所述第一接口准直器耦合进所述第一单模保偏光纤，被所述第一接口耦合器准直后由所述第二四分之一波片准直为s偏振光后再次入射所述正偏振分光棱镜，接着光路二被所述正偏振分光棱镜反射进入所述直角反射棱镜并再次被直角反射棱镜反射进入正偏振分光棱镜，之后光路二被所述正偏振分光棱镜反射进入所述第二四分之一波片同时被转换为圆偏振光，接着光路二被所述第二接口耦合器耦合进第二单模保偏光纤后被所述第二接口准直器准直为空间光并照射在所述被测试件上，并由所述二维位移台驱动完成对被测试件的扫描检测，被所述被测试件反射的光回射所述第二接口准直器、所述第二单模保偏光纤、所述第二接口耦合器以及所述第二四分之一波片，并被转换为p偏振光，之后透射所述正偏振分光棱镜照射到所述第二信号采集系统。
11、优选的，所述第二信号采集系统包括第三反射镜、第二偏振片、第二透镜和第二雪崩光电探测器。
12、所述第三反射镜接收第一光路反射系统和第二光路反射系统照射的光路一和光路二，所述第三反射镜将光路一与光路二反射至所述第二偏振片，第一偏振片的偏振方向为45°，经过所述第二偏振片的光由第二透镜会聚至第二雪崩光电探测器的光敏面上，所述第二雪崩光电探测器将光信号转换为电信号后被数据采集卡采集；利用labview编写的上位机可将振动信号从拍频信号中解调出来。
13、优选的，所述激光器采用频差为20mhz的双频激光器。
14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15、本发明利用外差干涉的原理提高系统的信噪比；利用直角反射棱镜与偏振分光棱镜将光路进行细分，进而实现高分辨率检测；将检测光路耦合进入光纤，进而利用二维位移台驱动准直器进行扫描检测，从而实现大动态检测范围的应用。
1.一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置，其特征在于：包括激光器(1)、定位小孔(2)、非偏振分光棱镜(3)、二分之一波片(4)、正偏振分光棱镜(5)、第一信号采集系统、第二信号采集系统、第一光路反射系统以及第二光路反射系统；
2.根据权利要求1所述的一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置，其特征在于：所述第一信号采集系统包括第一偏振片(23)、第一透镜(18)以及第一雪崩光电探测器(20)；
3.根据权利要求1所述的一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置，其特征在于：所述第一光路反射系统包括第一四分之一波片(7)、第一反射镜(15)以及直角反射棱镜(6)；
4.根据权利要求1所述的一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置，其特征在于：所述第二光路反射系统包括第二四分之一波片(8)、第一接口耦合器(9)、第二接口耦合器(10)、第一接口准直器(11)、第二接口准直器(12)、第一单模保偏光纤(13)、第二单模保偏光纤(14)、第二反射镜(16)以及第二反射镜(16)上设置的被测试件(25)；
5.根据权利要求3或4所述的一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置，其特征在于：所述第二信号采集系统包括第三反射镜(17)、第二偏振片(24)、第二透镜(19)和第二雪崩光电探测器(21)；
6.根据权利要求1所述的一种光学四细分的扫描式外差干涉振动检测装置，其特征在于：所述激光器(1)采用频差为20mhz的双频激光器。
