[發(fā)明專(zhuān)利]激光掃頻干涉測(cè)量的非線性校正與量程擴(kuò)展裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110337099.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113029034A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雪冰清;許新科;孔明;郭天太;趙軍;王道檔;劉璐;劉維
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/24
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/24;G01B9/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于激光掃頻干涉測(cè)量的非線性校正與量程擴(kuò)展方法的激光測(cè)距裝置，它包含以下設(shè)備：可調(diào)諧激光器(1)、99：1分束器Ⅰ(2)、99：1分束器Ⅱ(3)、環(huán)形器(4)、準(zhǔn)直儀(5)、變焦透鏡(6)、延遲單模光纖Ⅰ(7)、耦合器Ⅰ(8)、光電探測(cè)器Ⅰ(9)、50：50分束器(10)、延遲單模光纖Ⅱ(11)、耦合器Ⅱ(12)、光電探測(cè)器Ⅱ(13)、數(shù)據(jù)采集卡(14)、計(jì)算機(jī)(15)，其特征在于：可調(diào)諧激光器(1)輸出頻率可被線性調(diào)制的信號(hào)，通過(guò)99：1分束器Ⅰ(2)將信號(hào)分束為兩光路：主光路與輔助光路。主光路的信號(hào)再經(jīng)分束，一束穿過(guò)環(huán)形器(4)，經(jīng)準(zhǔn)直儀(5)準(zhǔn)直后透過(guò)變焦透鏡(6)出射至目標(biāo)，帶著目標(biāo)信息原路返回。返回后的信號(hào)再與另一束經(jīng)過(guò)延遲單模光纖Ⅰ(7)的信號(hào)于耦合器Ⅰ(8)中耦合，發(fā)生干涉并轉(zhuǎn)化為正弦形式的信號(hào)，經(jīng)探測(cè)器Ⅰ(9)探測(cè)后輸送至數(shù)據(jù)采集卡(14)中記錄。進(jìn)入輔助光路的信號(hào)被分束后，一束經(jīng)過(guò)延遲單模光纖Ⅱ(11)，另一束作為本振信號(hào)，兩路信號(hào)于耦合器Ⅱ(12)中耦合，同樣由探測(cè)器Ⅱ(13)探測(cè)并輸送至數(shù)據(jù)采集卡(14)中記錄。數(shù)據(jù)采集卡(14)將采集到的兩路數(shù)據(jù)輸送至計(jì)算機(jī)(15)處理，再結(jié)合擴(kuò)相頻率采樣法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光掃頻干涉測(cè)量的非線性校正與量程擴(kuò)展方法的激光測(cè)距裝置，其特征在于：可調(diào)諧激光器(1)測(cè)量時(shí)以1KHz的頻率穩(wěn)定地輸出激光信號(hào)，信號(hào)出射端經(jīng)準(zhǔn)直儀(5)準(zhǔn)直，再經(jīng)變焦透鏡(6)出射，變焦透鏡角度可以根據(jù)被測(cè)目標(biāo)的位置調(diào)整，以提高測(cè)量時(shí)的穩(wěn)定性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光掃頻干涉測(cè)量的非線性校正與量程擴(kuò)展方法的激光測(cè)距裝置，其特征在于：測(cè)量時(shí)，利用擴(kuò)相頻率采樣法，對(duì)采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析與處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低信噪比信號(hào)測(cè)量的激光測(cè)距裝置的測(cè)量方法，其特征在于：可調(diào)諧激光器(1)發(fā)出頻率受線性調(diào)制的激光，經(jīng)過(guò)99：1分束器Ⅰ(2)分束為雙光路，位于主光路中激光通過(guò)聚焦系統(tǒng)打到被測(cè)目標(biāo)與原路返回的激光構(gòu)成一個(gè)基本的邁克爾遜干涉儀；位于輔助光路中的激光因?yàn)檠舆t單模光纖Ⅱ(11)的存在也構(gòu)成了另一個(gè)邁克爾遜干涉儀，兩光路分別在耦合器Ⅰ(8)和耦合器Ⅱ(12)中發(fā)生干涉，產(chǎn)生拍頻，此拍頻頻率與目標(biāo)距離信息相關(guān)，光電檢測(cè)器(9)、(13)分別將正弦信號(hào)信號(hào)輸送至采集卡(14)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)(15)解算就可得到目標(biāo)相關(guān)信息，利用擴(kuò)相頻率采樣法對(duì)信號(hào)做進(jìn)一步分析處理。