[发明专利]一种激光外腔回馈小角度滚转角测量系统

摘要

本发明公开了一种激光外腔回馈小角度滚转角测量系统，属于激光测量技术领域。该滚转角测量系统使用LD泵浦的单频微片Nd:YAG激光器、静止波片、可转动波片以及外部反射镜构成的激光回馈系统来测量滚转角。静止波片的快慢轴和激光偏振方向成45度角，可转动波片的快慢轴和静止波片的快慢轴重合为零点位置。在45度范围内转动可转动波片，激光器输出的回馈信号之间的相位差连续可变，与角度成一一对应关系，由此能够实现对滚转角的精密测量。本发明的激光外腔回馈小角度滚转角测量系统具有结构简单紧凑、装配调整容易、测量精度高、成本低的特点。

主权项

一种激光外腔回馈小角度滚转角测量系统，其特征在于，包括：带尾纤的LD泵浦源（1），所述LD泵浦源（1）用于产生泵浦光；准直聚焦透镜组（2），所述准直聚焦透镜组（2）通过光纤与所述LD泵浦源（1）连接；由全内腔的Nd:YAG晶体（3）构成的Nd:YAG激光器，所述Nd:YAG晶体（3）的入射面和出射面构成所述Nd:YAG激光器的谐振腔，所述准直聚焦透镜组（2）将所述LD泵浦源（1）产生的泵浦光汇聚于所述Nd:YAG晶体（3）的所述入射面，在所述入射面和所述出射面之间谐振，并从所述出射面输出单频线偏振激光；外腔回馈反射镜（7），所述外腔回馈反射镜（7）与所述Nd:YAG晶体（3）的出射面构成回馈外腔，所述外腔回馈反射镜（7）将所述Nd:YAG激光器输出的单频线偏振激光反射回所述Nd:YAG激光器，以产生激光外腔回馈；静止波片（5），所述静止波片（5）设置在所述回馈外腔中，并且所述静止波片（5）的快轴和慢轴分别与所述Nd:YAG激光器输出的单频线偏振激光的偏振方向成45度夹角；可转动波片（6），所述可转动波片（6）设置在所述回馈外腔中，并与待测物体固定连接，以敏感所述待测物体的滚转角；位移驱动器（8），所述位移驱动器（8）与所述外腔回馈反射镜（7）固定连接，以在驱动电压的作用下，推动所述外腔回馈反射镜（7）沿所述单频线偏振激光的轴线移动，改变所述回馈外腔的长度；信号探测与驱动装置，所述信号探测与驱动装置用于分别在所述静止波片（5）的快轴和慢轴这两个方向上，探测所述Nd:YAG激光器输出的所述单频线偏振激光的光强，并用于向所述位移驱动器（8）提供驱动电压；相位检测器，所述相位检测器用于检测所述单频线偏振激光在所述静止波片（5）的快轴和慢轴这两个方向上的光强的相位差；和数据处理器（12），所述数据处理器（12）用于基于所述相位检测器检测的相位差，确定所述待测物体的滚转角。