[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

说明书

本发明公开了一种基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，包括，利用光源发出飞秒脉冲光；将发出的飞秒脉冲光分为垂直的参考脉冲光和测量脉冲光；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；两路脉冲分别按原路返回至红外分束立方体进行合束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，通过电脑后期处理后得到测量目标物体的图像。本发明实现了高精度、高稳定性、快速的工件目标物体测量；具有非接触且高精度的测量优势。

技术领域

本发明涉及光学频率梳光谱测距领域，尤其涉及一种基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法。

背景技术

在当今的社会发展之中，高精度的距离测量技术以及工件的应用对生活和生产中都有着重要的作用和意义。随着科技与仪器的发展，对于高精度距离测量的应用也越来越广泛且要求越来越高，尤其是对工件的制作以及工件后期的检查。长度是国际单位的七个基本物理量中的一个而且依据米的定义：光在真空中走的299792458分之一秒的距离，可以知道长度与时间可以相互结合起来。进而时间的准确性就直接或间接的决定了距离的精度。光学频率梳是将时域和频域相结合起来的，在时域内，光学频率梳可以看成连续的脉冲序列；而在频域内，光学频率梳可以看成是等间隔的纵模。光学测量有着广泛的应用，例如质量的控制校正、工件的磨损检测、取证以及图像扫描等。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，本发明中以1μm的红外飞秒激光作为激光源并以光谱干涉作为基本原理对工件进行检测成像，其目的在于实现高精度、高稳定性、快速的工件测量和成像。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，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。

进一步讲，本发明所述的基于光学频率梳并应用于工件测距成像的方法，其中，涉及到的光学器件包括红外光源激光器、掺镱光纤功率放大器、准直器、红外分束立方体、两个反射镜、两个一维位移台、两个透镜、三维位移台、傅里叶光谱仪和衰减片；两个反射镜分别记为第一反射镜和第二反射镜，两个一维位移台分别记为第一一维位移台和第二一维位移，两个透镜分别记为第一透镜和第二透镜；所述红外光源激光器用于发射1030nm红外光源，测量目标物体放置于所述的三维位移台上，第一反射镜放置于所述的第一一维位移台上，第一透镜放置于所述的第二一维位移上。