[发明专利]一种快速扫描式激光多普勒振动测量系统

权利要求书

1.一种快速扫描式激光多普勒振动测量系统，包括激光多普勒振动测量单元(I)和探测光跟踪扫描控制单元(Ⅱ)，其特征在于，所述激光多普勒振动测量单元(I)包括光纤激光器(1)、相干检测光学链路(2)、第一望远镜(3)、平衡探测器(4)、数据采集卡(5)和正交微分鉴频模块(6)；所述探测光跟踪扫描控制单元(Ⅱ)包括照明激光器(7)、透镜组(8)、振镜(10)、第二望远镜(11)、位置传感器(12)和位移控制器(13)；所述光纤激光器(1)输出探测激光经所述相干检测光学链路(2)、第一望远镜(3)和振镜(10)后，垂直入射到待测复合材料(0)的表面，获取材料界面的振动特征信息；探测激光的回波光信号经所述振镜(10)、第一望远镜(3)回到所述相干检测光学链路(2)并参与光拍频物理过程形成光拍频信号；所述光拍频信号经所述平衡探测器(4)转换为电信号，该电信号携带有待测复合材料(0)界面振动特征的调频信号；所述的电信号经数据采集卡(5)模/数转换之后，在正交微分鉴频模块(6)中执行信号解调处理算法，最终得到复合材料界面的振动特征信息及其频谱分布规律；所述照明激光器(7)发射照明激光，经透镜组(8)和振镜(10)作用后入射到待测复合材料(0)表面；照明激光在待测复合材料(0)表面的回波信号光沿原光路返回，并由所述的第二望远镜(11)接收；所述位置传感器(12)探测所述的照明激光回波信号光，输出含有其位置坐标信息的电压信号；所述位移控制器(13)对所述的电压信号执行自适应跟踪扫描控制算法，并输出电压信号驱动振镜(10)的X/Y两维反射镜转动相应的角度。

2.根据权利要求1所述的快速扫描式激光多普勒振动测量系统，其特征在于，所述照明激光器(7)发射的照明激光和光纤激光器(1)发射的探测激光沿相同光路入射到待测复合材料(0)表面，两束光在待测复合材料(0)表面的照射位置相同，照明激光的位置变化即探测激光的位置变化；所述振镜(10)的X/Y两维反射镜的转动，在引起照明激光位置变化的同时，同时引起探测激光位置改变；在不同照射位置处，激光多普勒振动测量单元(I)获取所述位置处待测复合材料(0)界面的振动特征，实现材料界面振动特征的逐点扫描检测；所述探测光跟踪扫描控制单元(Ⅱ)中的CCD(9)实时监测待测复合材料(0)表面的照射激光位置分布情况。

3.根据权利要求1所述的快速扫描式激光多普勒振动测量系统，其特征在于，所述激光多普勒振动测量单元(I)的工作方式为零差探测方式。

4.根据权利要求1所述的快速扫描式激光多普勒振动测量系统，其特征在于，所述光纤激光器(1)为单频窄线宽连续输出光纤激光器，且输出激光波长为1550nm。

5.根据权利要求1所述的快速扫描式激光多普勒振动测量系统，其特征在于，所述照明激光器(7)输出激光波长为650nm。

6.根据权利要求1所述的快速扫描式激光多普勒振动测量系统，其特征在于，所述振镜(10)是X/Y两维高速光学扫描振镜。