線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置及方法
2024-01-28 21:36:15
線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置及方法
【專利摘要】線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置及方法，屬於光學領域，本發明為解決現有測角技術不能達到高準確度角度測量的要求的問題。本發明包括線性調頻雷射器、兩個反射鏡、平面標準鏡、會聚透鏡、光電探測器、濾波器、前置放大器、A/D轉換電路和DSP微處理器；打開線性調頻雷射器，使線性調頻線偏振光依次經過兩塊反射鏡後斜入射到平面標準鏡上，經平面標準鏡前表面透射的光被平面標準鏡的後表面反射後與經過平面標準鏡前表面反射的光一起被會聚透鏡會聚到光電探測器的光敏面上，最後經光電探測器的光電轉換後的電信號經過濾波器、前置放大器、A/D轉換電路和DSP微處理器後得到待測的參數信息：平面標準鏡的入射角度。
【專利說明】線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置及方法，屬於光學領域。
【背景技術】
[0002]精密角度測量是工程領域一直需要面對和解決的問題。隨著科學技術的發展，角度測量設備和測量方法不斷的推陳出新，如碼盤、永磁同步電機、雷射掃描儀、感應同步器、空間傅立葉光譜儀和四象限探測器測角等高準確度測角器件及利用這些器件開發的測角設備的大量應用，為工程設計和檢測人員提供了大量角度測量問題的解決辦法。測角方法包括CCD光學測角法、PIP幹涉測量法、成像式光柵自準直測角法、基於莫爾條紋的自準直測角法等。利用這些方法一般都不能達到高準確度角度測量的要求。
【發明內容】
[0003]本發明目的是為了解決現有測角技術不能達到高準確度角度測量的要求的問題，提供了一種線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置及方法。
[0004]本發明所述線性 調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置，它包括線性調頻雷射器、第一反射鏡、第二反射鏡、平面標準鏡、會聚透鏡、光電探測器、濾波器、前置放大器、Α/D轉換電路和DSP微處理器；
[0005]線性調頻雷射器發出線性調頻線偏振光，所述線性調頻線偏振光經第一反射鏡和第二反射鏡兩次反射後，以Θ ^角入射至平面標準鏡；經平面標準鏡前表面透射的光束在平面標準鏡內、經平面標準鏡的後表面和前表面多次反射後獲得多束反射光，該多束反射光經平面標準鏡的前表面透射之後與經平面標準鏡前表面反射後的光束均通過會聚透鏡會聚到光電探測器的光敏面上；
[0006]光電探測器的電信號輸出端與濾波器的輸入端相連；
[0007]濾波器的輸出端與前置放大器的輸入端相連；
[0008]前置放大器的輸出端與Α/D轉換電路的模擬信號輸入端相連；
[0009]Α/D轉換電路的數位訊號輸出端與DSP微處理器的數據輸入端相連，由DSP微處理器處理數據來獲取入射至平面標準鏡的光束的入射角θ。。
[0010]所述線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置的方法包括以下步驟:
[0011]步驟一、線性調頻雷射器發出線性調頻線偏振光兩次反射後，以Θ ^角入射至平面標準鏡；
[0012]步驟二、獲取入射至光電探測器的光束的總光場Ε? (t):
[0013]Es (t) = E1 (t)+E2(t)+...+Em(t), m 為大於或等於的正整數；
[0014]其中=E1U)為光束經平面標準鏡前表面反射後的反射光場，且按公式[0015]
【權利要求】
1.線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置，其特徵在於，它包括線性調頻雷射器(I)、第一反射鏡(2)、第二反射鏡(3)、平面標準鏡(4)、會聚透鏡(5)、光電探測器(6)、濾波器(7)、前置放大器⑶、Α/D轉換電路(9)和DSP微處理器(10)； 線性調頻雷射器(I)發出線性調頻線偏振光，所述線性調頻線偏振光經第一反射鏡(2)和第二反射鏡(3)兩次反射後，以Qtl角入射至平面標準鏡(4);經平面標準鏡(4)前表面透射的光束在平面標準鏡(4)內、經平面標準鏡(4)的後表面和前表面多次反射後獲得多束反射光，該多束反射光經平面標準鏡(4)的前表面透射之後與經平面標準鏡(4)前表面反射後的光束均通過會聚透鏡(5)會聚到光電探測器(6)的光敏面上； 光電探測器(6)的電信號輸出端與濾波器(7)的輸入端相連； 濾波器(7)的輸出端與前置放大器(8)的輸入端相連； 前置放大器(8)的輸出端與Α/D轉換電路(9)的模擬信號輸入端相連； A/D轉換電路(9)的數位訊號輸出端與DSP微處理器(10)的數據輸入端相連，由DSP微處理器(10)處理數據來獲取入射至平面標準鏡(4)的光束的入射角θ。。
2.基於權利要求1所述線性調頻多光束雷射外差二次諧波法測量入射角度的裝置的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟: 步驟一、線性調頻雷射器(I)發出線性調頻線偏振光兩次反射後，以Qtl角入射至平面標準鏡⑷； 步驟二、獲取入射至光電探測器(6)的光束的總光％ΕΣα):
Es (t) = E1 (t) +E2 (t) +...+Em (t), m 為大於或等於 2 的正整數； 其中=E1 (t)為光束經平面標準鏡(4)前表面反射後的反射光場，且按公式
【文檔編號】G01C1/00GK103940404SQ201410206029
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】李彥超, 高揚, 楊九如, 冉玲苓, 柳春鬱, 楊瑞海, 杜軍, 丁群, 王春暉, 馬立峰, 於偉波 申請人:黑龍江大學