[发明专利]一种可消除障碍物影响的旋转体角速度探测方法与装置

权利要求书

1.一种可消除障碍物影响的旋转体角速度测量方法，其特征在于：当在探测光路中存在障碍，且障碍的最大遮挡距离小于距旋转体的距离时，将对旋转体探测无影响；

(1)采用具有相反角量子数的双模复用贝塞尔高斯光束沿着旋转轴照射旋转体；

(2)通过探测器测得散射光的强度调制频率，来反推出旋转体的转速；

(3)在散射光强度调制频率分析的过程中没有引入额外的参考光束。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于探测的具有相反角量子数的双模复用贝塞尔高斯光束为一束。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，测得的强度调制频率f_mod与入射的双模复用贝塞尔高斯光束的角量子数绝对值|l|以及旋转体的转速成Ω满足：

4.一种用于如权利要求1所述可消除障碍物影响的旋转体角速度测量方法的装置，其特征在于，包括贝塞尔高斯光束生成部和旋转体探测部分，所述旋转体探测部分包括分光棱镜、面阵探测器、偏振分光棱镜、四分之一波片，焦距为f’的透镜、可调速转盘、增益可调的光电探测器和示波器，其中：

所述分光棱镜用于实现将生成的贝塞尔高斯光束的五五分光；

所述面阵探测器置于分光棱镜的反射光路中，用于观察探测所用的贝塞尔高斯光束的光场分布；

所述偏振分光棱镜和四分之一波片置于前述分光棱镜的透射光路中，用于传输经转盘后的散射光束以便探测器接收，其中，四分之一波片的快轴方向与水平面成45°；

所述焦距为f’的透镜置于偏振分光棱镜的反射光路中，用于收集散射光；

所述增益可调的光电探测器置于焦距为f’的透镜的像方焦点处，用于捕获散射光信号；

所述示波器与增益可调的光电探测器相连，用于分析信号，并得到强度调制频率。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，贝塞尔高斯光束生成部分包括激光光源、偏振分光棱镜、全反镜、液晶空间光调制器、两个焦距为f的透镜和小孔光阑，其中：

所述偏振分光棱镜中的一个置于激光光源的后方光路中，用于生成水平线偏振基模高斯光束；

所述全反镜置于前述偏振分光棱镜的后方光路中，用于改变基模高斯光束的传输方向；

所述液晶空间光调制器置于全反镜的后方光路中，用于加载全息光栅，生成贝塞尔高斯光束；

所述两个焦距为f的透镜和小孔光阑组成4-f成像系统，其中小孔光阑置于频谱面，用于滤出+1衍射级的贝塞尔高斯光束。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，旋转体探测部分中，面阵探测器与分光棱镜的距离，应等于可调速转盘与分光棱镜的距离。