[发明专利]基于双波长干涉的大量程高精度加速度测量系统与测量方法

摘要

本发明公开了一种基于双波长干涉的大量程高精度加速度测量系统与测量方法。所述系统主要由两个波长差为Δλ的激光器、一个偏振分光棱镜、两个分光棱镜、四个四分之一波片、一个平面反射镜、两个偏振片、一个超窄带滤波片、四个高灵敏度光电探测器、一个表面镀膜的压电陶瓷块、一个由敏感质量块、悬臂梁和基底构成的敏感结构、信号发生器、信号处理电路及上位机组成。本发明利用双波长产生的合成波长干涉信号提升加速度测量系统的测量量程，解决了高灵敏度加速度计的相位模糊问题，同时利用超窄带滤波片采得单波长干涉信号，并引入了相位调制解调技术，在扩大测量量程的同时保证系统拥有单波长干涉测量的高精度。

主权项

1.一种基于双波长干涉的大量程高精度加速度测量系统，其特征在于：敏感质量块(11)通过悬臂梁(12)连接在基底(13)上，敏感质量块(11)正对着入射激光方向布置安装；两个激光器(1、2)发出两束激光，两束激光分别经过各自的四分之一波片后入射到第一分光棱镜(6)合束，合束后的光再经偏振分光棱镜(7)发生透射和反射，分为透射的水平偏振光和反射的垂直偏振光的两束光：透射的激光经过第三四分之一波片(8)后变为圆偏振光垂直入射在敏感质量块(11)表面，被敏感质量块(11)表面的高反膜反射后再次经过第三四分之一波片(8)变为垂直偏振光并回到偏振分光棱镜(7)发生反射，形成信号光；反射的激光经过第四四分之一波片(9)后变为圆偏振光垂直入射在压电陶瓷块(10)表面，被压电陶瓷块(10)表面的高反膜反射后再次经过第四四分之一波片(9)变为水平偏振光并回到偏振分光棱镜(7)发生透射，形成参考光；信号光和参考光经偏振分光棱镜(7)合束后入射到第二分光棱镜(14)再发生反射和透射：经第二分光棱镜(14)透射后的光经过第一偏振片(15)被第一光电探测器(16)接收，第二光电探测器(17)置于第一光电探测器(16)旁，用于接收第一光电探测器(16)附近的环境光；经第二分光棱镜(14)反射后的光，经过超窄带滤波片(18)过滤后被第三光电探测器(20)接收，第四光电探测器(21)置于第三光电探测器(20)旁，用于接收第三光电探测器(20)附近的环境光；第一光电探测器(16)、第二光电探测器(17)、第三光电探测器(20)和第四光电探测器(21)均连接到信号处理电路(23)，压电陶瓷块(10)经信号发生器(22)连接到信号处理电路(23)，信号处理电路(23)经模数转换模块(24)连接到上位机(25)。