[发明专利]一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距系统

摘要

本发明涉及一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距系统，其特征在于第一飞秒激光频率梳发出光脉冲到第一分光镜经其反射的光脉冲发射到第一角反射镜，经第一角反射镜反射的光脉冲又经第一分光镜透射到第二分光镜；经第一分光镜透射的光脉冲发射到第二角反射镜经其反射后又经第一分光镜反射到第二分光镜；第二飞秒激光频率梳发出光脉冲到第二分光镜并经其透射的光脉冲与经迈克尔逊干涉系统出射的光脉冲进行混合发射到第三分光镜经其透射的光脉冲经第一窄带带通滤波器后被第一光电探测器探测接收，经其反射的光脉冲经第二窄带带通滤波器后被第二光电探测器探测接收；第一光电探测器和第二光电探测器连接到A/D转换器，A/D转换器通过相应数据接口连接到信号处理单元将接收的信号进行处理得到所需的测量距离值。

主权项

一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距系统，其特征在于：它包括第一飞秒激光频率梳、第二飞秒激光频率梳、迈克尔逊干涉系统、第二分光镜、第三分光镜、第一窄带带通滤波器、第二窄带带通滤波器、第一光电探测器、第二光电探测器、A/D转换器和信号处理单元；其中，所述迈克尔逊干涉系统包括第一分光镜、第一角反射镜和第二角反射镜；所述第一飞秒激光频率梳作为测量信号源，发出光脉冲到所述第一分光镜，经所述第一分光镜反射的光脉冲发射到所述第一角反射镜，经所述第一角反射镜反射的光脉冲又经所述第一分光镜透射到所述第二分光镜；经所述第一分光镜透射的光脉冲发射到所述第二角反射镜，经所述第二角反射镜反射后又经所述第一分光镜反射到所述第二分光镜；所述第二飞秒激光频率梳作为本机振荡信号源，发出光脉冲到所述第二分光镜，经所述第二分光镜透射的光脉冲与经所述迈克尔逊干涉系统出射的光脉冲进行混合，混合光脉冲发射到所述第三分光镜；经所述第三分光镜透射的光脉冲经所述第一窄带带通滤波器后被所述第一光电探测器探测接收；经所述第三分光镜反射的光脉冲经所述第二窄带带通滤波器后被所述第二光电探测器探测接收；所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别连接到所述A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端通过相应数据接口连接到所述信号处理单元将接收的信号进行处理得到所需的测量距离值；所述第一飞秒激光频率梳和第二飞秒激光频率梳的光谱分布必须具有较大的宽度，且必须有比较大的重叠区域，此重叠区域占二者本身光谱宽度的一半以上；所述第一窄带带通滤波器和第二窄带带通滤波器的中心波长分别为λ1和λ2，λ1和λ2必须在所述较大重叠区域内，且λ1和λ2的选取需要同时满足以下两个条件：1)根据粗测精度选取，使得粗测精度优于λS/4，λs＝λ1λ2/(λ2‑λ1)，为λ1和λ2的合成波波长；2)根据干涉相位测量精度θ选取，使得通过合成波λS测距的精度要优于λ1/4或λ2/4，其中，合成波λS测距的精度为λs/2﹒(θ/360)。