[發明專利]一種基于聲光調制的掃描激光測振儀

在審

• 申請號: 201910483896.6
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110057440A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 李華豐;段小艷;張大治
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.一種基于聲光調制的掃描激光測振儀，其特征在于：主要由激光器(1)、分光棱鏡(2)、聲光調制器(3)、光闌(4)、被測振動表面(5)、參考反射鏡(6)、光電接收器(7)組成；

激光器(1)的出射光被分光棱鏡(2)分為參考光和測量光；測量光經聲光調制器(3)衍射、光闌(4)選擇后得到一級衍射光，一級衍射光照射到具有漫反射特性的被測振動表面(5)，部分反射光原路返回后再次被聲光調制器(3)衍射，衍射后得到的一級衍射光與原測量光方向相反，被分光棱鏡(2)反射后與參考反射鏡(6)反射的參考光發生干涉；所述干涉信號被光電接收器(7)接收，用于后續的信號處理系統。

2.如權利要求1所述的一種基于聲光調制的掃描激光測振儀，其特征在于：聲光調制器(3)采用寬調制帶寬的布拉格衍射型聲光調制器，聲光調制器(3)驅動頻率在標稱頻率的±75％范圍內可調。

3.如權利要求2所述的一種基于聲光調制的掃描激光測振儀，其特征在于：布拉格衍射型聲光調制器(3)的衍射角隨聲波頻率而改變，所述聲波頻率即為驅動頻率，因而通過改變驅動頻率實現衍射光在小范圍的偏擺調整；以聲光調制器(3)中心頻率和對應的衍射角為基準，聲光調制器(3)一級衍射光衍射角變化量與驅動頻率變化量間的關系為：

式中Δθ為相對中心頻率衍射角的變化量，λ為光波波長，V為聲速，Δf為相對中心頻率的頻率變化量；

上式表明在聲光調制器(3)的調制帶寬范圍內，衍射角的變化量與驅動頻率變化量成正比。

4.如權利要求1、2或3所述的一種基于聲光調制的掃描激光測振儀，其特征在于：工作方法為，激光器(1)的光被分光棱鏡(2)分為參考光和測量光；測量光經聲光調制器(3)衍射、光闌(4)選擇后得到一級衍射光，一級衍射光照射到具有漫反射特性的被測振動表面(5)，部分反射光原路返回后再次被聲光調制器(3)衍射，衍射后得到的一級衍射光與原測量光方向相反，被分光棱鏡(2)反射后與參考反射鏡(6)反射的參考光發生干涉；所述干涉信號被光電接收器(7)接收，用于后續的信號處理系統；根據衍射角的變化量與驅動頻率變化量成正比的關系，通過調節聲光調制器(3)的驅動調率，實時改變衍射角的大小，從而實現測量光在被測振動表面多個點的掃描；不同衍射角度的測量光均與參考光路干涉，干涉信號的頻率與振動對象的速度正比關系解調出速度，從而通過速度求取加速度和位移信息。