[发明专利]光频调制法皮米级分辨力大行程激光测量装置

权利要求书

1.光频调制法皮米级分辨力大行程激光测量装置，其特征在于：主要由干涉测量模块(1)，光学解调模块(2)，细分控制模块(3)，控制及信息处理模块(4)组成；

干涉测量模块(1)用于将大行程干涉测量的位移变化转化为用于数字处理的电学信号，包括光学干涉系统、光电转换电路及数据采集电路；光学解调模块(2)用于实现如下功能：将干涉测量模块(1)获得的干涉电学信号通过逻辑运算及处理；得到用于控制及信息处理模块(4)进行运算控制和信号处理的基础测量数据，并提供给控制及信息处理模块(4)获得最终测量结果；细分控制模块(3)用于提升干涉分辨力，通过调整测量频率的变化改变大行程的干涉测量的参考光程，使得测量分辨力得到提升；控制及信息处理模块(4)用于运算控制和信号处理，通过获取的细分控制模块(3)和光学解调模块(2)的数据，综合运算出大行程的高分辨细分的测量数据；

所述光频调制法皮米级分辨力大行程激光测量装置的工作方法为；光源准直器(5)输出光作为干涉光源入射干涉仪，经第一偏振分光棱镜(6)后成为两束偏振方向互相垂直的线偏振光，分别作为测量光和参考调制光，其中参考调制光经第一1/4波片(7)投射到FP干涉腔(9)，测量过程中通过控制调制参考镜(8)将干涉仪测量的小数干涉实时控制在零点附近，利用FP干涉腔(9)读取干涉仪偏离零点的测量值，提高干涉仪测量分辨力，调制参考光两次经过第一1/4波片(7)后偏振方向改变，相对于第一偏振分光棱镜(6)由原来的反射光转变为投射光，经过第三1/4波片(12)后转变为圆偏振光和测量光于第二偏振分光棱镜(13)处形成干涉；测量光反射于测量镜(11)，经过第二1/4波片(10)后偏振方向改变，相对于第一偏振分光棱镜(6)由原来的透射光转变为反射光，经过第三1/4波片(12)后转变为圆偏振光和调制参考光于第二偏振分光棱镜(13)处形成干涉，干涉光于第二偏振分光棱镜(13)分成相位差的干涉光，分别于第一光电接收器(14)、第二光电接收器(15)处将干涉信号转换为电信号；控制模块及光学解调模块(2)根据转换信号和FP干涉腔(9)调控信号合成相应的距离测量值，最终得到长距离皮米级分辨力的干涉测量结果，即实现光频调制法皮米级分辨力大行程激光测量。

2.如权利要求1所述的光频调制法皮米级分辨力大行程激光测量装置，其特征在于：所述干涉测量模块(1)包括光源准直器(5)、第一偏振分光棱镜(6)、第一1/4波片(7)、调制参考镜(8)、FP干涉腔(9)、第二1/4波片(10)、测量镜(11)、第三1/4波片(12)、第二偏振分光棱镜(13)、第一光电接收器(14)、第二光电接收器(15)。

3.如权利要求1所述的光频调制法皮米级分辨力大行程激光测量装置，其特征在于：所述通过控制调制参考镜(8)将干涉仪测量的小数干涉实时控制在零点附近中零点附近根据测量的准确度需要而设定调节阈值。