[發明專利]一種基于正弦波磁光調制的失調角測量方法

有效

• 申請號: 201110166422.2
• 申請日: 2011-06-20
• 公開（公告）號: CN102288154A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 張志利;周召發;楊志勇;黃先祥;郭曉松
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第二炮兵工程學院
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于角度測量技術領域，涉及一種基于正弦波磁光調制的失調角測量方法，尤其涉及一種基于正弦波磁光調制的無機械連接的空間方位失調角高精度測量方法。

背景技術

基于正弦波磁光調制偏振光的空間方位失調角測量技術是指利用光的偏振和法拉第磁致旋光效應實現不同水平面上的上下兩臺無機械連接的設備之間水平方位失調角的測量，此項技術的發展成長將大大促進航空航天及生物醫學等多技術領域的發展。

在本發明以前的現有技術中，關于正弦波磁光調制偏振光的空間方位失調角測量的研究主要是中國科學院西安光學精密機械研究所的高立民、陳良益、馬彩文等教授發表在2001年11月第30卷第11期的《光子學報》中的《利用磁光調制實現方位角垂直傳遞》、2001年7月第30卷第7期的《光子學報》中的《一種無機械連接的方位測量同步系統》、2008年3月第37卷第3期的《紅外與激光工程》中的《基于偏振光的精密角度測量及傳遞技術》等文章，其空間方位失調角測量原理(如圖1所示)是：激光器發出的激光經過起偏器成為線偏振光，當通過調制器中磁致旋光玻璃時，在正弦激勵信號產生的同頻交變磁場作用下，產生法拉第磁致旋光效應，實現了偏振光信號調制，信號檢測與處理系統對經光電轉換后的信號檢測處理、提取與失調角相關的電壓信號，并經過一定的運算得到方位失調角。在該測量方法中，空間方位失調角的測量依據式(1)、(2)；先將調制后的光信號經光電轉換、放大后，得到u：

u=k2u0{1-[cos(mfsinwt)*cos2α-sin(mfsinwt)*sin2α]}---(1)]]>

其中，k是電壓信號的放大倍數；u₀＝η*I₀，η是光電轉化及放大倍率或稱量子效率，I₀是激光器發出的激光經過起偏器后的出射光強；m_f為磁光調制器的調制度，單位是弧度；分別將cos(m_f?sinwt)、sin(m_f?sin?wt)用第一類貝賽爾函數展開并省略二階以上高階項，去掉不同失調角情況下的直流分量，再利用取樣積分電路分別得到信號u中兩個橫坐標不變的極值點u₀₁和u₀₂的值，代入關系式，得失調角