[发明专利]一种光纤平衡干涉高速测振系统

权利要求书

1.一种光纤平衡干涉高速测振系统，用于测量冲击振动的固体波，其特征在于：包括平衡光纤耦合模块（1），干涉测量模块（2），光纤光波面精密对准模块（3），控制及信息输出模块（4），干涉信号解调模块（5），物理光栅及被测对象（6）；系统测量时测量光通过准直扩束器及分光镜后形成测量与参考光束，分别通过光纤耦合器进入光纤，在光纤另一端准直器出射出两束光，通过光纤光波面位移调制及角度调整的精密伺服系统调整到物理光栅的相应布拉格衍射级次入射，且交汇于一点并形成干涉条纹，最终汇聚到光电接收器通过干涉信号解调系统获得测量结果。

2.如权利要求1所述的一种光纤平衡干涉高速测振系统，其特征在于：平衡光纤耦合模块（1）采用的光纤为同源等长，由光纤耦合器及相关辅助机构组成，用于将测量光波耦合到光纤之中，以此构成平衡干涉光路；干涉测量模块（2）包括测量光源，分光镜，干涉信号光电转换器；光纤光波面精密对准模块（3）带位移调制及角度调整的精密伺服机构；干涉信号解调模块（5）将干涉信号进行相关电气解调，得到数字信号；控制及信息输出模块（4）功能为协调光纤光波面精密对准模块的伺服机构，将测量系统调整到测量状态，在测量时同步触发协调干涉信号解调系统进行数字同步采样以获取测量结果，并能够提供相关测量信息输出。

3.如权利要求1或2所述的一种光纤平衡干涉高速测振系统，其特征在于：所述平衡光纤耦合模块（1）采用的光源可以是任何一种可以用于干涉的光波，其波面的尺寸决定于测量用物理光栅的栅格及测量角度；所述平衡光纤耦合模块（1）采用的光纤可以是多模、单模或单模保偏光纤，并保证其功能能够确保测量、参考光波通过；所述平衡光纤耦合模块（1）测量时采用的物理光栅是反射式光栅；所述平衡光纤耦合模块（1）光波面精密对准系统带位移调制及角度调整的精密伺服机构为机械的柔性结构或运动机构形式，采用柔性结构时该调整机构为柔性铰链形式，采用运动机构时该调整机构则采用单点支撑的转动结构的形式；该执行机构能够调整光纤出射光波的入射角姿态和空间位置，调整执行机构的驱动部分为压电器件或者位移发生器。

4.如权利要求1所述的一种光纤平衡干涉高速测振系统，其特征在于：包括：测量光源（7），准直扩束器（8），分光镜（9），第一光纤耦合器（10）、第二光纤耦合器（11），第一光纤（12）、第二光纤（13），第一光纤准直器（14）、第二光纤准直器（15），物理光栅（16），测量对象（17），汇聚透镜（18），光电接收器（19）；测量光源（7）出射光通过准直扩束器（8）及分光镜（9）后形成测量光与参考光束；物理光栅（16）粘附于测量对象（17）之上；测量光和参考光分别通过第一光纤耦合器（10）、第二光纤耦合器（11）进入第一光纤（12）、第二光纤（13）；在光纤另一端第一光纤准直器（14）、第二光纤准直器（15）出射出两束光，通过光纤光波面位移调制及角度调整的精密伺服系统调整到物理光栅（16）的相应布拉格衍射级次入射，且交汇于一点并形成干涉条纹，通过汇聚透镜（18）最终汇聚到光电接收器（19），利用干涉信号解调模块获得测量结果。