[發明專利]一種半球諧振子駐波漂移的全局測量方法及系統

有效

• 申請號: 202110996240.1
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113686360B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 王興;吉超;田進壽;陳效真;尹飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種半球諧振子駐波漂移的全局測量方法，其特征在于,包括以下步驟：

步驟一：將N個測量單元均布在半球諧振子最大圓周所在平面同時工作,N≥3；每個測量單元的激光器發出激光被擴束為面平行光；

步驟二：擴束后的面平行光被分成兩路，其中一路通過凸透鏡的曲率調控，垂直入射至半球諧振子表面，與半球諧振子接觸后改變頻率，并被半球諧振子反射形成反射信號；另一路作為相干信號，與反射信號匯聚并被收束，形成拍頻信號；

步驟三：拍頻信號進入條紋相機內部，并通過條紋相機成像；

步驟四：將N個測量單元的成像數據拼接，實現半球諧振子駐波漂移的全局測量。

2.根據權利要求1所述的半球諧振子駐波漂移的全局測量方法，其特征在于：步驟一中所述N為3，3個激光器發出3束激光被擴束為3束面平行光；步驟二中3束面平行光垂直入射至半球諧振子表面，分別覆蓋半球諧振子邊緣120°的圓周范圍，實現半球諧振子的360°覆蓋。

3.根據權利要求2所述的半球諧振子駐波漂移的全局測量方法，其特征在于，步驟三中所述通過條紋相機成像具體為：

3.1數字延遲器t0時刻觸發條紋相機工作，目標光信號進入條紋相機被轉化為電信號；

3.2所述電信號按時間序列被劃分為多個時間窗口，以t＝1/(f×Δt)作為一個時間窗口，在該時間窗口進入條紋相機陰極的電信號被附加高頻掃描信號的掃描偏轉板偏轉；其中，f為高頻掃描信號的頻率，f取值為100KHZ～2MHz；Δt為條紋相機的工作周期，Δt取值為20us～500ns；

3.3偏轉后的電信號依次到達線陣CCD，形成1/(f×Δt)行CCD陣列數據；

3.4數字延遲器在t0時刻同時觸發線陣CCD采集第一行數據，再經過Δt后數字延遲器觸發線陣CCD采集第二行數據，依此類推，直至一個時間窗口的CCD陣列數據采集結束，其中，線陣CCD的采集頻率為100KHZ～2MHz；

3.5重復步驟3.2至步驟3.4，直至所有時間窗口的CCD陣列數據采集結束；

3.6拼接所有時間窗口的CCD陣列數據，實現跨時間窗口連續信號的重建，最終通過顯示單元展示目標圖像。

4.根據權利要求1或2或3所述的半球諧振子駐波漂移的全局測量方法，其特征在于：所述激光器為連續可見光激光器；所述激光器發射激光的波長為300nm～700nm。

5.根據權利要求4所述的半球諧振子駐波漂移的全局測量方法，其特征在于：所述激光器為HeNe激光器。

6.根據權利要求5所述的半球諧振子駐波漂移的全局測量方法，其特征在于：所述激光器發射激光的波長為532nm。

7.一種半球諧振子駐波漂移的全局測量系統，其特征在于：包括N個測量單元，N≥3，且每個測量單元之間相對于半球諧振子(8)的中心夾角為360°/N；

每個測量單元包括激光器(1)、擴束鏡(2)、第一分束鏡(3)、第二分束鏡(4)、反光單元(5)、第四分束鏡(6)、凸透鏡(7)、收束鏡(9)及條紋相機(10)；

所述激光器(1)用于發射激光；

所述擴束鏡(2)、第一分束鏡(3)依次設置在激光器(1)的激光光路上；所述第二分束鏡(4)、凸透鏡(7)及半球諧振子(8)依次設置在第一分束鏡(3)的透射光路上；所述凸透鏡(7)的出射光與半球諧振子(8)的入射表面垂直，且聚焦于半球諧振子(8)的球心；

所述激光器(1)發射的激光經第一分束鏡(3)分為透射的第一光路和反射的第二光路；第一光路經第二分束鏡(4)透射、凸透鏡(7)曲率調控后垂直到達半球諧振子(8)的表面，然后經半球諧振子(8)反射后返回至第二分束鏡(4)，再經第二分束鏡(4)反射后形成反射信號；

所述反光單元(5)、第四分束鏡(6)、收束鏡(9)及條紋相機(10)依次設置在第一分束鏡(3)的反射光路上，且第四分束鏡(6)位于第二分束鏡(4)的反射光路上；

所述第二光路經反光單元(5)反射、第四分束鏡(6)透射后形成干涉信號，干涉信號與所述反射信號匯聚形成拍頻信號；

所述條紋相機(10)用于接收拍頻信號并成像。