[发明专利]使用波长可调谐激光器的精密定位系统

权利要求书

1.一种用于确定测试腔的特性的方法，所述方法包括：

对于可调谐激光器的带宽内的多个光频率中的每个，测量来自所述测试腔和具有已知特性的参考腔的干涉信号；

根据所测量的所述参考腔的干涉信号和所述参考腔的已知特性，确定所述多个光频率的值；以及

使用所确定的所述多个光频率的值来确定所述测试腔的特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述干涉信号包括贯穿扫描作为时间的函数的所述可调谐激光器的带宽内的所述多个光频率，以及对于扫描期间的多个不同时间中的每个测量所述测试腔和所述参考腔两者的干涉信号，使得在所述多个不同时间中的每个处的所测量的测试腔和参考腔的信号对应于所述可调谐激光器的带宽内的所述多个光频率中的不同光频率。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括测量来自具有第二已知特性的第二参考腔的干涉信号，其中确定所述多个光频率的值包括基于所述参考腔和所述第二参考腔的已知特性，将对于可调谐激光器的带宽内的多个光频率中的每个获得的、所测量的所述参考腔的干涉信号和所述第二参考腔的干涉信号拟合到数学模型，所述参考腔和所述第二参考腔具有不同的间隙尺寸。

4.根据权利要求3所述的方法，其中拟合所述参考腔和所述第二参考腔的测量的干涉信号包括使用所述参考腔和所述第二参考腔的干涉信号对数学模型的回归分析来确定所述多个光频率的值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述数学模型包括分析函数。

6.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述多个光频率的值包括使用高斯-牛顿优化。

7.根据权利要求5所述的方法，其中确定所述多个光频率的值包括使用高斯-牛顿优化，以及基于所述分析函数确定所述参考腔和所述第二参考腔的测量的干涉信号相对于所述光频率的偏导数的雅可比行列式。

8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述多个光频率的值是基于所述多个光频率的初始估计。

9.根据权利要求8所述的方法，其中使用单个参考腔，以及已知所述多个光频率在所述参考腔的自由光谱范围的一半以内。

10.根据权利要求1所述的方法，其中由所述多个光频率的值的不确定性引起的所确定的所述测试腔的特性中的误差被降低。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述特性包括所述测试腔内的间隙尺寸、所述参考腔包括固定的参考腔，并且所述参考腔的已知特性包括所述固定的参考腔的间隙尺寸。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述测试腔的第二特性，所述第二特性包括所述测试腔的速度。

13.根据权利要求1所述的方法，其中已知所述多个光频率的初始值在所述参考腔的自由光谱范围的一半以内，以及所述多个光频率的值直接根据所述参考腔的所述干涉信号确定。

14.根据权利要求1所述的方法，其中使用所确定的多个光频率的值来确定所述测试腔的特性包括使用对所述多个光频率内的多个重叠区段的相位分析，每个区段包含覆盖可调谐激光器的带宽内的多个光频率的一部分的数据点。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述测试腔的速度在所述区段中的数据点的采样内是恒定的。