[发明专利]基于双波长干涉的激光追踪测量系统空气折射率补偿方法

摘要

本发明公开了基于双波长干涉的激光追踪测量系统空气折射率补偿方法。该方法采用两路光源，激光器输出波长不同的两路光束，两路光束经过检偏器，并通过同一分光镜分光，一部分作为测量光射向由分光镜、偏振分光镜，猫眼，标准球，位移探测器构成的系统的追踪测量部分光路，另一部分作为参考光，经反射镜反射后在分光镜处形成各自的干涉信号。将双波长干涉补偿空气折射率的方法与激光追踪测量系统相结合，在计算距离时通过引入色散系数A来确定待测距离L，避免了在激光传输全路径上对空气折射率测量的不便，进而实现测量过程中空气折射率的自补偿。

主权项

1.基于双波长干涉的激光追踪测量系统空气折射率补偿方法，其特征在于：该方法采用两路光源，激光器输出波长不同的两路光束，两路光束经过检偏器，并通过同一分光镜分光，一部分作为测量光射向由分光镜、偏振分光镜，猫眼，标准球，位移探测器构成的系统的追踪测量部分光路，另一部分作为参考光，经反射镜反射后在分光镜处形成各自的干涉信号；此时可得到使用波长λ1的位移测量值D1与使用波长λ2干涉得到的位移测量值D2，所以两波长位移测量值与待测距离L有以下关系：其中n1，n2为当前大气条件下波长λ1与λ2各自对应的空气折射率；引入系数：待测距离L为L＝D1‑A(D2‑D1)   (4)由和Potulski提出的空气折射率计算公式：n(λ,t,p,x,pw)‑1＝K(λ)·D(t,p,x)‑pw·g(λ)   (5)上式中λ为波长(以um作为单位)，t为温度，p为气压，x为二氧化碳含量，pw为水蒸气分压，以pa作为单位；其中：g(λ)＝10‑10×(3.802‑0.0384/λ2)   (7)在干燥空气中：在潮湿的空气中，待测距离L为：在干燥的空气，色散系数A中仅与K(λ)有关，温度、大气压和二氧化碳变化造成的影响可以忽略；在潮湿的空气中，水蒸气分压作为唯一需要测量的环境参数；因此可以在不测量实时空气折射率的情况下，只需知道色散系数A在实验条件下的初始值，即使环境参数发生了变化，通过系数A来补偿空气折射率，并确定待测距离L；由于两个波长对应光程差的测量不确定度会被色散系数A放大，进而影响测距精度，所以色散系数越小越有利于提高修正精度。