[发明专利]一种半球谐振子驻波漂移的全局测量方法及系统

权利要求书

1.一种半球谐振子驻波漂移的全局测量方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤一：将N个测量单元均布在半球谐振子最大圆周所在平面同时工作,N≥3；每个测量单元的激光器发出激光被扩束为面平行光；

步骤二：扩束后的面平行光被分成两路，其中一路通过凸透镜的曲率调控，垂直入射至半球谐振子表面，与半球谐振子接触后改变频率，并被半球谐振子反射形成反射信号；另一路作为相干信号，与反射信号汇聚并被收束，形成拍频信号；

步骤三：拍频信号进入条纹相机内部，并通过条纹相机成像；

步骤四：将N个测量单元的成像数据拼接，实现半球谐振子驻波漂移的全局测量。

2.根据权利要求1所述的半球谐振子驻波漂移的全局测量方法，其特征在于：步骤一中所述N为3，3个激光器发出3束激光被扩束为3束面平行光；步骤二中3束面平行光垂直入射至半球谐振子表面，分别覆盖半球谐振子边缘120°的圆周范围，实现半球谐振子的360°覆盖。

3.根据权利要求2所述的半球谐振子驻波漂移的全局测量方法，其特征在于，步骤三中所述通过条纹相机成像具体为：

3.1数字延迟器t0时刻触发条纹相机工作，目标光信号进入条纹相机被转化为电信号；

3.2所述电信号按时间序列被划分为多个时间窗口，以t＝1/(f×Δt)作为一个时间窗口，在该时间窗口进入条纹相机阴极的电信号被附加高频扫描信号的扫描偏转板偏转；其中，f为高频扫描信号的频率，f取值为100KHZ～2MHz；Δt为条纹相机的工作周期，Δt取值为20us～500ns；

3.3偏转后的电信号依次到达线阵CCD，形成1/(f×Δt)行CCD阵列数据；

3.4数字延迟器在t0时刻同时触发线阵CCD采集第一行数据，再经过Δt后数字延迟器触发线阵CCD采集第二行数据，依此类推，直至一个时间窗口的CCD阵列数据采集结束，其中，线阵CCD的采集频率为100KHZ～2MHz；

3.5重复步骤3.2至步骤3.4，直至所有时间窗口的CCD阵列数据采集结束；

3.6拼接所有时间窗口的CCD阵列数据，实现跨时间窗口连续信号的重建，最终通过显示单元展示目标图像。

4.根据权利要求1或2或3所述的半球谐振子驻波漂移的全局测量方法，其特征在于：所述激光器为连续可见光激光器；所述激光器发射激光的波长为300nm～700nm。

5.根据权利要求4所述的半球谐振子驻波漂移的全局测量方法，其特征在于：所述激光器为HeNe激光器。

6.根据权利要求5所述的半球谐振子驻波漂移的全局测量方法，其特征在于：所述激光器发射激光的波长为532nm。

7.一种半球谐振子驻波漂移的全局测量系统，其特征在于：包括N个测量单元，N≥3，且每个测量单元之间相对于半球谐振子(8)的中心夹角为360°/N；

每个测量单元包括激光器(1)、扩束镜(2)、第一分束镜(3)、第二分束镜(4)、反光单元(5)、第四分束镜(6)、凸透镜(7)、收束镜(9)及条纹相机(10)；

所述激光器(1)用于发射激光；

所述扩束镜(2)、第一分束镜(3)依次设置在激光器(1)的激光光路上；所述第二分束镜(4)、凸透镜(7)及半球谐振子(8)依次设置在第一分束镜(3)的透射光路上；所述凸透镜(7)的出射光与半球谐振子(8)的入射表面垂直，且聚焦于半球谐振子(8)的球心；

所述激光器(1)发射的激光经第一分束镜(3)分为透射的第一光路和反射的第二光路；第一光路经第二分束镜(4)透射、凸透镜(7)曲率调控后垂直到达半球谐振子(8)的表面，然后经半球谐振子(8)反射后返回至第二分束镜(4)，再经第二分束镜(4)反射后形成反射信号；

所述反光单元(5)、第四分束镜(6)、收束镜(9)及条纹相机(10)依次设置在第一分束镜(3)的反射光路上，且第四分束镜(6)位于第二分束镜(4)的反射光路上；

所述第二光路经反光单元(5)反射、第四分束镜(6)透射后形成干涉信号，干涉信号与所述反射信号汇聚形成拍频信号；

所述条纹相机(10)用于接收拍频信号并成像。