[发明专利]基于自混合干涉的高精度振幅实时测量装置和方法

权利要求书

1.一种基于自混合干涉的高精度振幅测量装置，其特征在于：包括激光光源、分束镜、光电探测器、反射镜、被测物、信号处理单元及数据处理显示单元；所述激光光源、分束镜、被测物及反射镜依次光路连接；所述光电探测器、信号处理单元及数据处理显示单元依次电路连接；

所述分束镜将所述激光光源发出的激光分成两束，其中一束照射在所述被测物表面，经所述被测物反射后再经所述反射镜返回所述激光光源的内腔中以发生激光自混合干涉；另一束输入至所述光电探测器，所述光电探测器检测所述激光光源的输出功率，获得对应的信号；所述信号处理单元对信号进行处理后输送至所述数据处理单元；所述数据处理显示单元对信号进行计算分析，获得被测物的振幅。

2.如权利要求1所述的一种基于自混合干涉的高精度振幅测量装置，其特征在于：所述信号处理单元包括电流电压转换放大电路、隔直电路及滤波电路；所述电流电压转换放大电路的输入端连接所述光电探测器的输出端，所述隔直电路的输入端连接所述电流电压转换放大电路的输出端，其输出端连接所述滤波电路的输入端。

3.如权利要求1所述的一种基于自混合干涉的高精度振幅测量装置，其特征在于：所述数据处理显示单元包括数据采集卡及计算机，所述数据采集卡连接所述信号处理单元的输出端，并与所述计算机进行通信，所述计算机用于存储所述信号处理单元发出的数据并进行实时分析处理。

4.一种基于自混合干涉的高精度振幅测量方法，利用如权利要求1所述的基于自混合干涉的高精度振幅测量装置进行测量，其特征在于，包括以下步骤：

S1、准备被测物，保证该被测物具有一定的反射率，若允许在被测物表面贴镜子，被测物可不具有反射率；

S2、调整被测物与反射镜的位置关系，保证被测物与反射镜形成多光程结构；

S3、开启激光光源，调节反射镜改变多光程结构以适应不同振幅测量需求，并保证激光能够返回激光光源；

S4、光电探测器探测激光功率的变化获得对应的信号，所述信号处理单元对信号进行隔直、滤波处理处理后传输至所述数字处理显示单元；

S5、所述数据处理显示单元对信号进行分析计算，求解被测物的振幅：

S51、根据信号幅值最大的频率与基频的比值，查找对应的贝塞尔函数对应的自变量获得信号频谱的特征值m；

S52、求解多光程结构的增益参数G；

其中N为反射次数，θ为激光入射角；

S53、建立振幅求解模型，求解被测物的振幅A：

其中，λ为激光波长。