[发明专利]一种基于HOM干涉原理的测距仪

说明书

一种基于HOM干涉原理的测距仪，包括纠缠源、延时器、分束器、第一探测器、第二探测器、反射镜、半透半反镜、待测件反光镜和符合测量逻辑计算器。纠缠源中的上光子经过延时器打在分束器上，下光子经半透半反镜或待测件反光镜反射后打在分束器上，分束后分别被第一探测器和第二探测器探测，然后通过符合测量逻辑计算器对探测器输出的信号做符合逻辑计算。通过调整延时器的延时τ，使得经半透半反镜或待测件反光镜的下光子分别与上光子发生干涉相消，记录两个延时τ₁和τ₂，解算出待测件反光镜到半透半反镜之间的距离本发明可以实现高精度距离的探测，可广泛用于光学相干层析、生物组织结构探测和高精度测距等领域。

技术领域

本发明涉及一种基于HOM干涉原理的新型测距仪，可以实现高精度距离的探测，可广泛用于光学相干层析、生物组织结构探测和高精度测距等领域。

背景技术

测距仪是利用光、声波和电磁波等的反射、干涉等特性，设计而成的具有长度和距离测量的仪器，还可以在长度测量基础上，利用长度测量结果，对待测目标的形貌进行计算。目前光学测距方式主要是激光测距。激光测距目前被广泛应用于地形测量、战术前沿测距、导弹运行轨迹跟踪等军事领域，还在工程应用和生物医学领域有广泛的应用前景。

目前市场上的激光测距仪按实现机理可分为脉冲式和连续波相位式。脉冲式激光测距的优势在于测试距离远，信号处理简单，被测目标可以是非合作目标，但是其测量精度不高，且存在一米左右的测距盲区，现在广泛使用的手持式和便携式测距仪大多采用这种原理，作用距离为数百米甚至数十千米，测量精度为五米左右。连续波相位式激光测距优势为测量精度高，相对误差可保持在百万分之一以内，但测量距离不如脉冲式激光测距远，且被测目标要求是合作目标。目前测距发展的一个弊端就是在保证测量距离(或测量精度)的情况下，很难进一步提高测量精度(或测量距离)。亟需寻找一种高精度大量程测距装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于HOM干涉原理的测距仪，实现高精度远距离的测量。

本发明的技术解决方案是：一种基于HOM干涉原理的测距仪，包括纠缠源、延时器、分束器、第一探测器、第二探测器、反射镜、半透半反镜、待测件反光镜和符合测量逻辑计算器；所述待测件反光镜放置于待测件上，半透半反镜放置在测距的参考位置处；

纠缠源产生的光子对中的上光子进入延时器，经过延时器延时后入射到分束器上，光子对中的下光子进入反射镜，经过反射镜反射后入射到半透半反镜，经半透半反镜直接反射的下光子入射到分束器上，经半透半反镜透射的下光子入射到待测件反光镜上，待测件反光镜反射的下光子通过半透半反镜入射到分束器上；

分束器对经过延时的上光子和经过半透半反镜或待测件反光镜反射的下光子进行分束；第一探测器和第二探测器位于分束器的两个出射端，分别用于探测分束器分束后的光信号，并将探测的光信号输出给符合测量逻辑计算器；

符合测量逻辑计算器对第一探测器和第二探测器探测的光信号做符合逻辑计算，以判断经过延时的上光子和经过半透半反镜或待测件反光镜反射的下光子是否发生干涉相消，当经过延时τ₁的上光子和经过半透半反镜反射的下光子发生干涉相消，经过延时τ₂的上光子和经过待测件反光镜反射的下光子发生干涉相消时，利用公式计算待测件反光镜到半透半反镜之间的距离l。

所述符合测量逻辑计算器对第一探测器和第二探测器探测的光信号做符合逻辑计算，以判断经过延时的上光子和经过半透半反镜或待测件反光镜反射的下光子是否发生干涉相消的实现方式如下：

(a)当第一探测器和第二探测器探测的光信号重叠的部分大于预先设定的阈值时，符合逻辑计算得到的符合计数为1，此时上光子和下光子没有发生干涉相消；

(b)当第一探测器和第二探测器探测的光信号重叠的部分小于预先设定的阈值时，符合逻辑计算得到的符合计数为0，此时上光子和下光子发生干涉相消。