線性調頻雙光束雷射外差測量入射角度的方法
2024-01-28 21:08:15 3
線性調頻雙光束雷射外差測量入射角度的方法
【專利摘要】線性調頻雙光束雷射外差測量入射角度的方法，涉及工程領域。本發明是為了解決現有的角度測量方法需要動鏡的方向信息，使得信號的解調和調製複雜，並且測量精度低的問題。本發明所述的該方法是基於下列裝置實現的，所述裝置包括線性調頻雷射器、第一反射鏡、第二反射鏡、會聚透鏡、平面標準鏡、光電探測器和信號處理系統，在測量過程中，信號處理系統接收光電探測器發出的光電流I，並對光電流I進行處理，採用傅立葉變換獲得該光電流I中的外差信號頻率fIF，由折射定律獲得折射角θ和待測雷射入射角θ0之間的關係，進而獲得待測的雷射入射角θ0。它可用於雷射雷達、機械、儀器儀表和電子產品製造業中。
【專利說明】線性調頻雙光束雷射外差測量入射角度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雷射外差角度測量的方法。
【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[5]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]本發明是為了解決現有的角度測量方法需要動鏡的方向信息，使得信號的解調和調製複雜，並且測量精度低的問題，現提供線性調頻雙光束雷射外差測量角度的方法。
[0004]線性調頻雙光束雷射外差測量入射角度的方法，該方法是基於下列裝置實現的，所述裝置包括線性調頻雷射器、第一反射鏡、第二反射鏡、會聚透鏡、平面標準鏡、光電探測器和信號處理系統，
[0005]所述線性調頻雷射器發出的線性調頻偏振光經第一反射鏡反射後入射到第二反射鏡，經第二反射鏡反射後的光束以入射角Θ ^斜入射到平面標準鏡的前表面，平面標準鏡前表面將該雷射分束成一號反射光和折射光，平面標準鏡前表面將該折射光折射至平面標準鏡的後表面，該折射光經該平面標準鏡的後表面與前表面多次反射後獲得多束二號反射光，該多束二號反射光經該平面標準鏡的前表面透射之後，與一號反射光通過會聚透鏡匯聚至光電探測器的光敏面上，所述光電探測器輸出電信號給信號處理系統，基於上述裝置的線性調頻雙光束雷射外差測量角度的方法為:
[0006]線性調頻雷射器以入射角Θ ^斜入射至平面標準鏡前表面時的入射光場為:
[0007]
【權利要求】
1.線性調頻雙光束雷射外差測量入射角度的方法，該方法是基於下列裝置實現的，所述裝置包括線性調頻雷射器(I)、第一反射鏡(2)、第二反射鏡(3)、會聚透鏡(5)、平面標準鏡(4)、光電探測器(6)和信號處理系統(7)， 所述線性調頻雷射器(I)發出的線性調頻偏振光經第一反射鏡(2)反射後入射到第二反射鏡(3)，經第二反射鏡(3)反射後的光束以入射角Qtl斜入射到平面標準鏡(4)的前表面，平面標準鏡(4)前表面將該雷射分束成一號反射光和折射光，平面標準鏡(4)前表面將該折射光折射至平面標準鏡(4)的後表面，該折射光經該平面標準鏡(4)的後表面與前表面多次反射後獲得多束二號反射光，該多束二號反射光經該平面標準鏡(4)的前表面透射之後，與一號反射光通過會聚透鏡(5)匯聚至光電探測器(6)的光敏面上，所述光電探測器(6)輸出電信號給信號處理系統(7)，其特徵在於，基於上述裝置的線性調頻雙光束雷射外差測量角度的方法為: 線性調頻雷射器(I)以入射角Qtl斜入射至平面標準鏡(5)前表面時的入射光場為: E(t) = EQexp{i (coQt+kt2)}(公式1) 其中，
2.根據權利要求1所述的線性調頻雙光束雷射外差測量入射角度的方法，其特徵在於，信號處理系統(7)包括濾波器(7-1)、前置放大器(7-2)、A/D轉換器(7-3)和數位訊號處理器DSP (7-4)， 所述濾波器(7-1)對接收到的光電探測器(6)輸出的電信號進行濾波之後發送給前置放大器(7-2)，經前置放大器(7-2)放大之後的信號輸出給A/D轉換器(7-3)，A/D轉換器(7-3)將轉換之後的數位訊號發送給數位訊號處理器DSP (7-4)。
【文檔編號】G01C1/00GK103954266SQ201410205959
【公開日】2014年7月30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, 冉玲苓, 楊九如, 高揚, 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