[发明专利]一种大范围重频调制的飞秒激光绝对测距装置及方法

摘要

本发明公开的一种大范围重频调制的飞秒激光绝对距离测量的装置及方法，属于飞秒激光测距领域。本发明公开的一种大范围重频调制的飞秒激光绝对测距装置，包括飞秒激光光源、原子钟、迈克尔逊干涉测距装置、波片HWP4、偏振分光棱镜PBS、平衡光学互相关组件、光电探测设备、伺服控制设备和频率计数器；还包括长度为m的单模长光纤和波片HWP5。本发明还公开基于所述的飞秒激光绝对测距装置实现的一种大范围重频调制的飞秒激光绝对测距方法。本发明不需要已知迈克尔逊干涉测距装置中参考臂的长度，实现基于飞行时间法的连续范围的绝对距离测量，能够拓宽飞秒激光绝对距离测量的应用场合，在飞秒激光测距等工程领域有广阔的应用前景。

主权项

1.一种大范围重频调制的飞秒激光绝对测距装置，包括飞秒激光光源、原子钟、迈克尔逊干涉测距装置、波片HWP4、偏振分光棱镜PBS、平衡光学互相关组件、光电探测设备、伺服控制设备和频率计数器；所述的飞秒激光光源用于向光学测量系统提供稳定光源；所述的迈克尔逊干涉测距装置用于产生待测距离；所述的波片HWP4用于保证来自迈克尔逊干涉测距装置的光脉冲的正交偏振方向和偏振分光棱镜PBS的偏振方向吻合；所述的平衡光学互相关组件用于提取平衡光学互相关信号；所述的光电探测设备用于将光信号转化为电信号；所述的伺服控制设备用于飞秒激光器重复频率锁定；所述的原子钟用于为飞秒激光器重复频率的锁定和频率计数器提供参考，实现测量基准的溯源；其特征在于：还包括长度为m的单模长光纤和波片HWP5；所述的波片HWP5用于保证来自长度为m的单模长光纤光路的光脉冲的正交偏振方向和偏振分光棱镜PBS的偏振方向吻合；由飞秒激光光源发出飞秒脉冲，所述的飞秒脉冲分为两束，一束进入迈克尔逊干涉测距装置，迈克尔逊干涉测距装置的输出光束经过波片HWP4调整偏振态；另一束进入长度为m的单模长光纤，并经过波片HWP5调整偏振态；所述的经过波片HWP4调整偏振态的光束和经过波片HWP5调整偏振态的光束在偏振分光棱镜PBS处合光，经过光电探测设备转换成光电信号，经过平衡光学互相关组件得到互相关信号，伺服控制设备将飞秒激光器的重复频率锁定到原子钟上。