[發明專利]解調方法

有效

• 申請號: 201110335565.1
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102564300A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: K·戈斯納
• 申請（專利權）人: 克洛納測量技術有限公司
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G01D3/028
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉;李家麟

技術領域

本發明涉及一種用于偽外差信號的解調方法，其中該偽外差信號具有相位調制過的載波信號并且該偽外差信號被數字采樣。

背景技術

如下這種信號被稱為偽外差信號：所述信號由基于偽外差方法的干涉儀輸出。公知地，利用干涉儀使兩個在時間上充分相關的(也就是說有干涉能力的)射束干涉。原理上，相關的輻射源的輻射利用分束器被劃分成第一分射束(Teilstrahl)和第二分射束。第一分射束和第二分射束經過的路程被稱為干涉儀的臂。在干涉儀的出口，這些分射束被聚集在一起并且使這些分射束干涉(或使(根據干涉儀的構造)得自分射束的射束干涉)。在干涉儀的出口上的輻射強度與兩個進行干涉的分射束的相位差的余弦成比例。因此，相位差的(例如通過干涉儀臂的長度的最小的變化所引起的)變化導致干涉儀的出口上的強度變化。

在開頭提及的偽外差方法中，在兩個在干涉儀中干涉的分射束之間的相位差利用周期的鋸齒形信號來調制。基本上，其他的信號類型也是可能的，但是鋸齒形信號的使用是最有名的并且是最廣泛流行的方法，以致下面的描述針對鋸齒形信號的使用，然而本發明并不限于此。可以通過下面的傅里葉級數描述的信號z(t)被稱為鋸齒形信號：

z(t)=aΣk=1∞sin(2πkf0t)k]]>(等式1)

這里a標明不同于零的標度因子，f₀標明周期的鋸齒形信號的頻率，而t標明時間。如從鋸齒形信號z(t)的傅里葉級數可以看出的那樣，也出現對應于頻率f₀的整數倍的頻率。由利用公知的鋸齒形信號z(t)調制假設為恒定的相位差而產生的相位差信號與真正感興趣的有用信號s(t)相疊加，該真正感興趣的有用信號s(t)基本上在干涉儀的臂中的分射束的(如也總是被引起的)相位變化中存在。在干涉儀的出口上的強度信號現在是偽外差信號。在有用信號消失的情況下，偽外差信號轉到未經調制的載波信號，該未經調制的載波信號基本上由周期重復的正弦形區段組成。在這種情況下，重復的正弦形區段的周期重復的頻率被稱為載波信號的頻率。該頻率對應于周期的鋸齒形信號z(t)的頻率f₀。在有用信號存在的情況下，載波信號通過有用信號來相位調制。

作為干涉儀經常使用馬赫曾德爾干涉儀(Mach-Zehnder-Interferometer)。基本上也可設想其他干涉儀類型，例如可設想麥克森干涉儀(Michelson-Interferometer)。半導體激光器、諸如VCSEL(垂直腔面發射激光器(Vertical-Cavity?Surface-Emitting?Laser))尤其是適合于產生在干涉儀中使用的輻射。半導體激光器的優點在于能夠特別簡單地實現在兩個在于涉儀中干涉的分射束之間的相位差的調制。為此使用半導體激光器的特性，即半導體激光器所發射的激光輻射的波長與泵浦電流有關。這樣，通過利用相對應的信號對泵浦電流調幅，希望的鋸齒形信號z(t)可以被調制到激光輻射的波長上(aufmodulieren)。在兩個在干涉儀中干涉的分射束之間的相位差的變化dφ在兩個分射束存在路程長度差l的情況下與激光輻射的頻率的變化dv線性關聯：

dφ=2πnlcdv]]>(等式2)