[实用新型]脉冲激光外差多普勒振动测量结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用脉冲激光的干涉检测系统，尤其涉及一种脉冲激光外差多普勒振动测量结构。

背景技术

多普勒激光振动检测是一种非接触振动测量手段，因其高分辨率，高精度等优点而被广泛应用，但随着非接触检测距离需求越来越远，外差激光干涉仪的信号探测的信噪比是影响其测量距离的关键因素。因此，提高激光干涉仪的检测信噪比是提高其测量距离的重要保障，而系统工作的信噪比与其载噪比有着直接的关系，在连续激光干涉检测系统中，系统的载噪比为：

其中P为接收到的功率，η是转换效率，λ是激光波长，h为普朗克常数，c为光速，B_cw为工作带宽。

对脉冲信号而言，载噪比为：

其中B_p为载波带宽，t_p为脉冲峰值宽度，T为周期。

连续和脉冲信号的载噪比为：

由上式可以知，对脉冲的载噪比信号的脉宽进行调节，可以极大地提高系统的载噪比，并且在带宽一定的情况下，t_p越小，则载噪比越高。而现有的激光干涉多普勒振动测量设备（如polytec和美国光动力公司的产品）均采用连续载波方式。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决目前激光干涉多普勒振动测量设备均采用连续载波方式，信号探测的信噪比低，测量距离有限的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种脉冲激光外差多普勒振动测量结构，激光器输出端连接分束器输入端，分束器的一个输出端连接第一AOM（Acousto-optical Modulator，声光调制器）的光信号输入端，分束器的另一输出端连接第二AOM的光信号输入端，第一AOM的电信号输入端连接第一驱动器的输出端，第二AOM的电信号输入端连接第二驱动器的输出端，第二AOM的输出端连接合束器的一个输入端；第一驱动器的输入端和第二驱动器的输入端均连接触发器的输出端；第一AOM输出的激光投射到测量目标上，测量目标将激光反射到合束器的另一输入端，合束器的输出端连接探测器输入端，探测器输出端连接处理器输入端；

测振时，所述第一驱动器在所述触发器的触发下启动工作而驱动所述第一AOM工作，第一AOM进行脉冲调制输出的脉冲信号投射到所述测量目标，当测量目标有振动信号时，投射到测量目标上的光作为载波信号，通过多普勒相位载波的方式对脉冲激光进行调制，测量目标将调制过的信号反射回所述合束器，同时所述第二驱动器在触发器的触发下启动工作而驱动所述第二AOM工作，第二AOM进行外差移频调制，产生的外差移频信号通过第二AOM的输出端进入合束器，该外差移频信号与测量目标反射的已调脉冲信号在合束器中干涉，干涉光信号传给探测器，探测器将干涉光信号转换为电信号，测得测量目标的振动信号。

进一步地，所述激光器为窄线宽保偏及稳频激光器，线宽小于1KHz，波长为1550nm。

进一步地，所述第一AOM充当脉冲声光调制器，调制频率为360MHz。

进一步地，所述第二AOM充当声光移频器，移频为100MHz。

进一步地，所述分束器分光比为3db。

进一步地，所述测量目标为玻璃或铝板。

进一步地，所述探测器的频率带宽>1GHz。

本实用新型通过对第一AOM进行高频脉冲调制，得到360MHz的脉冲信号，占空比为8：1；通过第二AOM移频得到外差信号，外差信号为100MHz，实现激光脉冲外差调制，从而得到高载噪比的外差信号，可测量的距离更远。同时具有光学结构简单和环境适应性好的优点。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为脉冲调制后输出信号示意图；

图3为探测器检测到的振动信号示意图。

图中：1.激光器；2.分束器；3.第一AOM；4.第二AOM；5.第一驱动器；6.第二驱动器；7.触发器；9.合束器；10.测量目标；11.探测器；12.处理器。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，且其不应理解为对本实用新型的限制。