[發(fā)明專利]一種面陣掃頻測量裝置和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011518547.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN112684463A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷力;于龍;殷曉君;鄢淦威;陳哲鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢光目科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/08
• 分類號(hào): G01S17/08;G01S7/481;G01B11/06
• 代理公司: 武漢華之喻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 李君;李歡

1.一種面陣掃頻測量裝置，其特征在于，包括：

用于提供寬譜光的寬帶光源；用于提供激光光束的可調(diào)諧激光器；在激光光束的透射方向上依次設(shè)置的第一準(zhǔn)直器、擴(kuò)束器、相位陣列、第一二向色鏡、透鏡陣列、第一透鏡、分束器、反射元件和壓電陶瓷位移臺(tái)；在激光光束經(jīng)分束器反射的相反方向上依次設(shè)置的第二二向色鏡、鏡頭和相機(jī)；在第一二向色散的另一輸入端設(shè)置的第二準(zhǔn)直器，且第二準(zhǔn)直器設(shè)置在寬譜光傳輸方向；在第二二向色鏡的寬譜光出射方向設(shè)置的第三準(zhǔn)直器和光譜儀；所述可調(diào)諧激光器的輸出端連接相機(jī)；光譜儀的輸出端連接采集控制單元的輸入端；采集控制單元的輸出端連接壓電陶瓷位移臺(tái)；其中，寬譜光和激光光束的波長不相等；

所述相位陣列用于對(duì)準(zhǔn)直和擴(kuò)束后的激光光束相位調(diào)制；所述第一二向色鏡用于將相位調(diào)制的激光光束與輸入的寬譜光匯聚；所述透鏡陣列用于對(duì)匯聚光束聚焦；

所述分束器將匯聚光束分解為反射光和透射光；使用時(shí)被測物體反射反射光，形成信號(hào)光；反射元件用于將透射光反射；第二二向色鏡用于將反射的透射光分解為參考光和寬譜光；光譜儀用于通過分解出的寬譜光，獲取光譜信息；

所述相機(jī)用于采集信號(hào)光和參考光干涉形成的干涉圖像；采集控制單元可以根據(jù)干涉圖像和補(bǔ)償信息分析被測物體的表面形貌；且根據(jù)光譜信息獲取振動(dòng)信息，用以控制壓電陶瓷位移臺(tái)移動(dòng)，獲取補(bǔ)償信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面陣掃頻測量裝置，其特征在于，當(dāng)所述可調(diào)諧激光器發(fā)出等波數(shù)間隔的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)信號(hào)用于控制相機(jī)采集干涉圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面陣掃頻測量裝置，其特征在于，當(dāng)反射元件為分束平板或光學(xué)窗口時(shí)，反射元件第一反射面的反射光中包含第一參考光，反射元件第二反射面的反射光中包含第二透射光；其中，信號(hào)光、第一參考光中的和第二參考光兩兩發(fā)生干涉。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面陣掃頻測量裝置，其特征在于，反射元件為傾斜反射元件。

5.一種面陣掃頻測量裝置，其特征在于，包括：

用于提供寬譜光的寬帶光源；用于提供激光光束的可調(diào)諧激光器；在激光光束的透射方向上依次設(shè)置的第一準(zhǔn)直器、擴(kuò)束器、相位陣列、第一二向色鏡、透鏡陣列、分束器、第三透鏡、反射元件和壓電陶瓷位移臺(tái)；在激光光束經(jīng)分束器反射的方向上依次設(shè)置的第二透鏡、分束器、第二二向色鏡、第四透鏡和相機(jī)；在第一二向色散的另一輸入端設(shè)置的第二準(zhǔn)直器，且第二準(zhǔn)直器設(shè)置在寬譜光傳輸方向；在第二二向色鏡的寬譜光出射方向設(shè)置的第三準(zhǔn)直器和光譜儀；所述可調(diào)諧激光器的輸出端連接相機(jī)；光譜儀的輸出端連接采集控制單元的輸入端；采集控制單元的輸出端連接壓電陶瓷位移臺(tái)；其中，寬譜光和激光光束的波長不相等；

所述相位陣列用于對(duì)準(zhǔn)直和擴(kuò)束后的激光光束相位調(diào)制；所述第一二向色鏡用于將相位調(diào)制的激光光束與輸入的寬譜光匯聚；所述透鏡陣列用于對(duì)匯聚光束聚焦；

所述分束器將匯聚光束分解為反射光和透射光；使用時(shí)被測物體反射反射光，形成信號(hào)光；反射元件用于將透射光反射；第二二向色鏡用于將反射的透射光分解為參考光和寬譜光；光譜儀用于通過分解出的寬譜光，獲取光譜信息；光譜儀用于通過分解出的寬譜光，獲取光譜信息；

所述相機(jī)用于采集信號(hào)光和參考光干涉形成的干涉圖像；采集控制單元可以根據(jù)干涉圖像和補(bǔ)償信息分析被測物體的表面形貌；且根據(jù)光譜信息獲取振動(dòng)信息，用以控制壓電陶瓷位移臺(tái)移動(dòng)，獲取補(bǔ)償信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面陣掃頻測量裝置，其特征在于，當(dāng)所述可調(diào)諧激光器發(fā)出等波數(shù)間隔的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)信號(hào)用于控制相機(jī)采集干涉圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的面陣掃頻測量裝置，其特征在于，當(dāng)反射元件為分束平板或光學(xué)窗口時(shí)，反射元件第一反射面的反射光中包含第一參考光，反射元件第二反射面的反射光中包含第二透射光；其中，信號(hào)光、第一參考光中的和第二參考光兩兩發(fā)生干涉。

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的面陣掃頻測量裝置，其特征在于，所述反射元件為傾斜反射元件。