[发明专利]一种基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法

权利要求书

1.一种基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、光源发出飞秒脉冲光；

步骤二、将发出的飞秒脉冲光分为参考脉冲光和测量脉冲光两路光；

步骤三、让参考脉冲光打到垂直于参考光路布置的一反射镜上，并调节参考光路的光程；让测量脉冲光经过一透镜后打到测量目标物体上，并在参考光路光程不变的情况下将聚焦点打到测量目标物体上，通过调节测量目标物体的位置调整测量光路的光程，并进行移动成像；

步骤四、将打到测量目标物体上的测量脉冲光和打到所述反射镜上的参考脉冲光分别按原路返回至所述红外分束立方体进行合束，合束完成后依次通过另一反射镜和另一透镜打到一傅里叶光谱仪中；

步骤五、经过傅里叶光谱仪的数据采集和傅里叶变换，得到时间信息，进而通过数据处理得到距离信息；获得测量目标物体上各个点的距离信息后得到测量目标物体图像的点云图，从而进行成像。

2.根据权利要求1所述的基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，其特征在于，涉及到的光学器件包括红外光源激光器(1)、掺镱光纤功率放大器(2)、准直器(3)、红外分束立方体(4)、两个反射镜、两个一维位移台、两个透镜、三维位移台(10)、傅里叶光谱仪(13)和衰减片(16)；两个反射镜分别记为第一反射镜(5)和第二反射镜(11)，两个一维位移台分别记为第一一维位移台(6)和第二一维位移(8)，两个透镜分别记为第一透镜(7)和第二透镜(12)；所述红外光源激光器(1)用于发射1030nm红外光源，测量目标物体放置于所述的三维位移台(10)上，第一反射镜(5)放置于所述的第一一维位移台(6)上，第一透镜(7)放置于所述的第二一维位移(8)上。

3.根据权利要求2所述的基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，其特征在于，所述红外光源激光器(1)的型号为VFLS-1030-M-ps；所述掺镱光纤功率放大器(2)的型号为MFAS-Yb-M-LP；所述准直器(3)的型号为Thorlabs，F260APC-1064；所述红外分束立方体(4)的型号为GCC-401132；所述第一反射镜(5)和第二反射镜(11)的型号均为Thorlabs，PF10-03-P01；所述第一一维位移台(6)和第二一维位移台(8)的型号均为LSDP-100JS；第一透镜(7)和第二透镜(12)的型号均为Thorlabs,LB4879-B；所述三维位移台(10)的型号为LSDZ-03-01；所述衰减片(16)的型号为NDC-50C-2M-B；所述傅里叶光谱仪(13)的型号为Thorlabs,OSA202c。

4.根据权利要求2所述的基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，其特征在于，步骤一中，使用所述红外光源激光器(1)发射1030nm红外光源，该光源通过所述掺镱光纤功率放大器(2)后，再通过1030nm的准直器(3)，并通过调节所述准直器(3)的俯仰偏摆，从而发出飞秒脉冲光。

5.根据权利要求2所述的基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，其特征在于，步骤二中，将发出的飞秒脉冲光通过1：1的红外分束立方体(4)，确保分束的两束光等高的射出，从而形成两束脉冲光，分别为参考光路(14)的参考脉冲光和测量光路(16)的测量脉冲光。

6.根据权利要求5所述的基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，其特征在于，步骤二中，实现两束光等高射出的调节过程如下：

在测量脉冲光和参考脉冲光的前端及尽量远的地方且在同一个高度上交替的放置一个靶标，所述靶标上设有使光通过的中心微孔，通过调节红外分束立方体(4)的俯仰偏摆来进行调节测量光路(15)的高度，通过调节所述准直器(3)的俯仰偏摆来调节参考光路(14)的高度。