[发明专利]一种基于高频正弦校准光的激光光线偏折校正装置及方法

权利要求书

1.一种基于高频正弦校准光的激光光线偏折校正装置，包括激光控制器、可见光激光光源、红外可调谐激光光源、光纤耦合器、准直器、光电探测器、数据采集卡，其特征在于，控制可见光激光光源与红外可调谐激光光源，使其分别以高频正弦波形式和扫描锯齿波形式输出可见光信号和红外激光信号，其中，以可见光光源发出的可见光波段激光作为校准光，而红外可调谐激光光源发出的红外波段激光作为探测光；校准光与探测光通过光纤耦合器耦合并经过准直器后入射到被测温度区域，接收端使用一个宽波段的光电探测器同时检测透射校准光和探测光信号；基于上述过程，利用校准光与探测光信号的光线偏折及激光吸收的特征来消除光线偏折的影响。

2.根据权利要求1所述一种基于高频正弦校准光的激光光线偏折校正装置，其特征在于，校准光与探测光分别以高频正弦波形式和扫描锯齿波形式输出可见光信号和红外激光信号，其中高频正弦波的频率至少为锯齿波扫描频率的100倍，以保证对光线偏折效应的细节刻画。

3.根据权利要求1所述一种基于高频正弦校准光的激光光线偏折校正装置，其特征在于，通过被测温度区域后，校准光和探测光都会受到光线偏折效应的影响而发生光强波动，这种波动将反映在高频正弦波振幅变化上，对于任意一小段高频正弦波信号，都有很多正弦周期，可以近似认为每个正弦周期内都是一个幅值不变的正弦波，所以，每个周期都可以算出一个振幅，从而得到整段正弦波信号的实测振幅变化A₁(t)；若将经过被测温度区域前的正弦校准光振幅称为期望振幅A₀(t)，光线偏折效应带来的光强波动系数随时间变化曲线记为γ(t)，则γ(t)可由下式得到，

4.根据权利要求3所述一种基于高频正弦校准光的激光光线偏折校正装置，其特征在于，由于校准光与探测光在温度场中折射率基本相同，因此在穿过被测温度区域后，由光线偏折效应带来的光强衰减系数随时间变化情况基本相同，将锯齿波扫描长度均值因吸收和光线偏折效应造成的光强波动曲线记为I(t)，利用光强波动系数随时间变化曲线γ(t)修正I(t)，修正后的探测光光强I₁(t)校正了光线偏折效应的影响，仅保留了激光对应的有用信息，