[發(fā)明專利]用于光纖干涉條紋投射三維形貌測量的條紋相位穩(wěn)定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410219286.2
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103983209A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段發(fā)階;伯恩;呂昌榮;馮帆;傅驍;梁春疆
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 溫國林

1.一種用于光纖干涉條紋投射三維形貌測量的條紋相位穩(wěn)定方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)對測量臂壓電陶瓷施加正弦調(diào)制信號M(t)，光電探測器接收邁克爾遜干涉信號S(t)，并按貝塞爾函數(shù)展開；

(2)在載波生成部分，平方運(yùn)算器對正弦調(diào)制信號M(t)作平方運(yùn)算，取交流分量作為二倍頻載波G₂(t)，同時將正弦調(diào)制信號M(t)作為一倍頻載波G₁(t)；

(3)在檢波部分，邁克爾遜干涉信號S(t)經(jīng)中心頻率為ω的第一帶通濾波器得一次諧波分量H₁(t)；經(jīng)中心頻率為2ω的第二帶通濾波器得二次諧波分量H₂(t)：

(4)將載波G₁(t)、G₂(t)與諧波分量H₁(t)、H₂(t)在第一乘法器、第二乘法器中分別相乘，經(jīng)第一低通濾波器和第二低通濾波器濾除載波，得到含有2α₀+2δ(t)的兩路信號V₁(t)、V₂(t)；

(5)在相位解調(diào)部分，利用反正切運(yùn)算器求解2α₀+2δ(t)，通過相位—電壓轉(zhuǎn)換器將相位2α₀+2δ(t)轉(zhuǎn)換成補(bǔ)償信號V_C(t)；

(6)補(bǔ)償信號V_C(t)與正弦相位調(diào)制信號M(t)在加法器中實(shí)現(xiàn)相加運(yùn)算，通過壓電陶瓷驅(qū)動器共同作用于測量臂壓電陶瓷上，改變光纖中的光程差，實(shí)現(xiàn)對干涉條紋相位的穩(wěn)定控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光纖干涉條紋投射三維形貌測量的條紋相位穩(wěn)定方法，其特征在于，所述補(bǔ)償信號V_C(t)具體為：

V_C(t)＝-k_P-V·arctan[V₁(t)V₂(t)]

其中，V1(t)=[G1(t)·H1(t)]*hLPF1(t)=-aBJ1(z)sin[2α0+2δ(t)]V2(t)=[G2(t)·H2(t)]*hLPF2(t)=-(a2/2)BJ2(z)cos[2α0+2δ(t)]]]>

h_LPF1(t)、h_LPF2(t)分別為第一低通濾波器、第二低通濾波器的響應(yīng)函數(shù)；α₀為第二光纖臂、第三光纖臂間的固有相差；δ(t)為環(huán)境因素引起的相位漂移；

J_n(z)是以z為變量的n階第一類貝塞爾函數(shù)；k_P-V為相位—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)。