[發明專利]二維位移測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201710277404.9
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN106949842B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 談宜東;郭波;朱開毅;盧悅越;張書練
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 哈達

1.一種二維位移測量裝置，其特征在于，所述二維位移測量裝置包括：

激光器，用于輸出偏振激光；

分光移頻模塊，設置于從激光器出射的偏振激光的光路上，用于將偏振激光進行分光并實現差動移頻，形成至少三束光，包括第一光束I₁、第二光束I₂及第三光束I₃，且三束光頻率不同；其中，所述分光移頻模塊包括分光單元及移頻單元，所述分光單元用于對進入分光移頻模塊的激光進行分光，形成至少三束激光；所述移頻單元用于對所述三束激光進行移頻，形成頻率不同的至少三束光；

匯聚模塊，設置于從分光移頻模塊出射的至少三束光的光路上，用于對至少三束光進行匯聚后入射至待測目標上，且接收被待測目標散射返回的激光，使返回的激光進入激光器，以對激光器的輸出激光的光強進行調制；

信號檢測模塊，設置于從激光器出射的偏振激光的光路上，用于對激光器輸出激光的光強進行檢測并轉換為電信號；

信號處理模塊，包括信號處理單元和數據處理單元，所述信號處理單元與所述信號檢測模塊連接，用于對信號檢測模塊輸出的電信號進行初步處理，所述數據處理單元與所述信號處理單元連接，用于對初步處理后的電信號進行計算，獲得離面位移及面內位移。

2.根據權利要求1所述的二維位移測量裝置，其特征在于，所述信號檢測模塊包括第一分光鏡及光電探測器，所述第一分光鏡設置于從激光器出射的激光的光路上，用于對激光器出射的激光進行透射及反射，所述光電探測器設置于反射光的光路上，所述透射光入射到分光移頻模塊。

3.根據權利要求2所述的二維位移測量裝置，其特征在于，所述二維位移測量裝置還包括準直模塊，所述準直模塊設置于從第一分光鏡出射的透射光的光路上，用于對透射光進行準直。

4.根據權利要求1所述的二維位移測量裝置，其特征在于，所述分光單元包括第一反射鏡、第二反射鏡、第二分光鏡及第三分光鏡；所述移頻單元包括第一移頻器、第二移頻器及第三移頻器，所述第一移頻器、第二移頻器及第三移頻器的移頻量分別為ω₁、ω₂和ω₃。

5.根據權利要求4所述的二維位移測量裝置，其特征在于，所述第二分光鏡設置于進入分光移頻模塊的激光的光路上，用于對進入分光移頻模塊的激光進行分光，形成透射光及反射光；第二移頻器設置于從第二分光鏡出射的透射光的光路上，用于對透射光進行移頻，形成第二束光I₂；所述第一反射鏡設置于第二分光鏡出射的反射光的光路上，用于對反射光進行反射至第三分光鏡；所述第三分光鏡用于對入射反射光再次進行分光；所述第三移頻器設置在從第三分光器透射的光路上，用于對該透射光進行移頻，形成第三束光I₃；所述第二反射鏡設置于從第三分光器反射的光路上，用于將第二反射鏡反射的激光再次反射到第一移頻器，經過第一移頻器移頻后，從而形成第一束光I₁。

6.根據權利要求4所述的二維位移測量裝置，其特征在于，所述第二分光鏡設置于入射到所述分光移頻模塊的激光的光路上，用于對入射到分光移頻模塊的激光進行分光，形成透射光及反射光；所述第一反射鏡設置于反射光的光路上，用于將反射光反射至第三移頻器后出射，形成第三光束I₃；第三分光鏡設置于從第二分光鏡出射的透射光的光路上，用于對透射光再次進行分光；所述第二反射鏡設置于從第三分光鏡反射的光路上，用于將從第三分光鏡出射的反射光反射至第一移頻器后出射，形成第一光束I₁；所述第二移頻器設置于從第三分光鏡透射的光路上，用于對從第三分光鏡透射的激光進行移頻，形成第二光束I₂。