[發明專利]一種相位調制光柵傳感器及實現測量的方法

有效

• 申請號: 201210128722.6
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102679882A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 夏豪杰
• 申請（專利權）人: 夏豪杰
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種相位調制光柵傳感器，其特征在于：包括光路部分和信號處理部分，所述的光路部分包括有反射光柵尺、遮光板、兩個反射鏡、三個四分之一波片、兩個偏振分光鏡、半導體激光器、光電信號檢測器、壓電陶瓷促動器和四象限探測器，第一個偏振分光鏡的分光面正對所述半導體激光器的出光口，所述的三個四分之一波片分別放置在所述分光面的對稱面以及與所述分光面相鄰的兩個相互對稱面的前面且三個四分之一波片的快軸方向為45度，所述兩個反射鏡的位置相對稱，且其中一個反射鏡粘貼在所述壓電陶瓷促動器上，所述的半導體激光器發出的激光束入射到所述第一個偏振分光鏡的分光面上，激光束被分為偏振方向相互垂直的兩束光，被偏振分光鏡反射的光束稱為左臂光，被偏振分光鏡透射的光束稱為右臂光，其中左臂光經過第一個四分之一波片后被轉化為左旋圓偏振光并入射到第一反射鏡上，后被反射到所述反射光柵尺上，并發生衍射；所述右臂光經過第三個四分之一波片后被轉化為右旋圓偏振光并入射到粘貼在壓電陶瓷促動器上的第二反射鏡上，后被反射到反射光柵尺上，并發生衍射；調整第一反射鏡和第二反射鏡的角度，使左臂光和右臂光以大小為arcsin(λ/2d)的角度入射到所述反射光柵尺上，其中λ為半導體激光器發出激光束的波長，d為反射光柵尺的柵距，則左臂光的0級衍射光入射到所述四象限探測器中，右臂光的0級衍射光入射到所述遮光板上，左臂光的+1級衍射光沿左臂光入射方向原路返回，右臂光的-1級衍射光沿右臂光入射方向原路返回，左臂光的+1級衍射光再經第一反射鏡反射，再次經過第一個四分之一波片，由左旋圓偏振光轉化激光束透射過第一個偏振分光鏡，經過第二個四分之一波片后轉化為右旋偏振光；右臂光的-1級衍射光再經第二反射鏡反射，再次經過第三個四分之一波片，由右旋圓偏振光轉化為激光束，被第一個偏振分光鏡反射，經過第二個四分之一波片后轉化為左旋偏振光；此時，左臂光和右臂光重合，再經過位于第二個四分之一波片另一側的第二個偏振分光鏡后，左臂光和右臂光同時照射到位于第二個偏振分光鏡后側的光電信號檢測器上；所述的信號處理部分包括有兩個A/D轉換器、一個D/A轉換器、驅動電路、檢測電路和FPGA芯片，所述FPGA芯片包括有誤差補償模塊、信號發生器和信號解調模塊，所述的光電信號檢測器、檢測電路、第一個A/D轉換器依次相連接，所述的信號發生器、D/A轉換器、驅動電路、壓電陶瓷促動器依次相連接，所述的四象限探測器、第二個A/D轉換器、誤差補償模塊依次相連接，第一個A/D轉換器的輸出端和誤差補償模塊的輸出端均與所述的信號解調模塊的輸入端相連接，信號解調模塊的輸出端連接用戶端。