[发明专利]一种用于激光测速仪的微分探测系统

说明书

本发明提供一种用于激光测速仪的微分探测系统，包括激光器，与该激光器光路连接的第一分束镜，与该第一分束镜光路连接的第二分束镜和第一反射镜，与第二分束镜光路连接的第三分束镜和斩波器，与第三分束镜光路连接的第一探测器和第二反射镜，与第二反射镜光路连接的第二探测器，所述第一反射镜与所述第三分束镜光路连接；所述第一探测器的输出端与所述差分放大器的一个输入端连接，所述第二探测器与所述差分放大器的另一个输入端连接。本发明具有如下优点：可以充分利用激光的光能量，可以提高激光测速仪的探测灵敏度和精度，使其在中远距离测量领域变得容易实现。

技术领域

本发明涉及一种微分探测设备，特别涉及一种用于激光测速仪的微分探测系统。

背景技术

传统的激光测速仪都是采用单个探测器构成普通外差探测系统，这种光外差探测技术不仅具有探测能力强、转换增益高、滤波性能好、稳定性高等特点，还能探测信号的振幅、强度、相位等信息，被广泛应用于微弱信号的检测领域。但是这种普通外差探测系统存在如下缺陷：(1)激光测速仪的灵敏度不够高，中远距离测量信号差，丢失信号严重，这使普通外差探测系统在某些领域不能满足对探测精度和灵敏度的要求；(2)激光光能的利用率低，造成能量浪费，且噪声大；(3)对激光测速仪中光源功率大小及其稳定性要求高，成本大大提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种用于激光测速仪的微分探测系统，通过该微分探测系统来提高探测的精度、灵敏度以及探测的距离。

本发明是这样实现的：一种用于激光测速仪的微分探测系统，包括激光器、第一分束镜、第二分束镜、第三分束镜、斩波器、第一反射镜、第二反射镜、第一探测器、第二探测器以及差分放大器；所述激光器为全固态连续激光器，激光器的单频输出波长为532nm的绿光；

所述第一分束镜设置在所述激光器的前端，所述激光器发出的光束传输至所述第一分束镜后分成第一透射光和第一反射光两路光；所述第一透射光传输至所述第一反射镜，并经过该第一反射镜反射后传输至所述第三分束镜形成参考光，所述第一反射镜与第三分束镜之间设置有一用于调节参考光功率的衰减片；所述第一反射光传输至所述第二分束镜后分成第二透射光和第二反射光两路光，其中，所述第二反射光为无效光；所述第二透射光传输至所述斩波器后返回携带有速度信息的散射光，该散射光传输至所述第二分束镜后分成第三透射光和第三反射光两路光，其中，所述第三透射光为无效光；所述第三反射光传输至所述第三分束镜形成信号光；

参考光经过所述第三分束镜后分成第四透射光和第四反射光两路光，信号光经过所述第三分束镜后分成第五透射光和第五反射光两路光，其中，所述第四反射光与第五透射光传输至所述第一探测器的输入端；所述第四透射光与第五反射光传输至所述第二反射镜，并经过该第二反射镜反射后传输至所述第二探测器的输入端；

所述第一探测器的输出端与所述差分放大器的一个输入端连接，所述第二探测器与所述差分放大器的另一个输入端连接。

进一步地，第一分束镜、第二分束镜以及第三分束镜的分束比均为50:50，吸收率均为0。

本发明具有如下优点：

1、充分利用了激光的光能量，提高了激光测速仪的探测灵敏度和测量精度，使其在中远距离测量领域变得容易实现；同时光源功率的波动也不会影响测量精度和灵敏度，这使得测速系统对光源功率稳定性的要求大大降低；

2、将本申请微分探测系统应用于激光多普勒测速仪中，可进一步提高激光多普勒测速仪的灵敏度；

3、差分放大器差分所得的电信号实现了输出信号中交流信号的幅值加倍，直流信号被消除，既放大了包含物体运动信息的中频电流，又大大抑制了探测器的散粒噪声和放大电路的噪声，可以减少噪声对信号造成的干扰，有效提高测量精度。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。