[发明专利]基于双环路探测的多通道光程差检测装置及检测方法

说明书

本发明提供一种基于双环路探测的多通道光程差检测装置及检测方法，所述装置包括连接合成分路器的脉冲激光器和连续激光器，合成分路器依次连接多通道光程调节器、多通道选通器、待测设备、准直发射器、聚焦镜和激光分路器，激光分路器一方面连接激光成像器和图像处理器以进行基于连续干涉图像的连续环路光程差检测，一方面连接激光探测器和脉冲信号处理器以进行基于皮秒脉冲的脉冲环路光程差检测；控制器控制所述装置并基于连续环路光程数据和脉冲环路光程差解算待测设备中两个待测通道之间光程差的检测值。本发明构成的双环路相互参照和优化测量结果，实现多通道激光设备中各单元激光通道之间光程差的高精度数字化检测，检测精度可达亚毫米量级。

技术领域

本发明涉及多通道激光应用于检测领域，尤其涉及一种基于双环路探测的多通道光程差检测装置及检测方法。

背景技术

多通道激光设备一般包含了多个组成结构相同的单元激光通道，在激光探测、激光通信、激光合成等领域有着重要的应用。通常各个单元激光通道需要在相关控制模式下协同工作，从而实现高精度探测、精准通信以及高效合成等效果。

但是，多通道激光设备的各单元激光通道虽然组成结构相同，但由于器件个体差异、装配误差、机械振动、温度变化等多种因素的影响，导致各通道的激光传输光程不可避免的存在差异。在多路激光协同工作的情况下，过大的光程差会导致协同效果变差甚至失效。例如，在多通道激光相干合成系统中，如果通道间的光程差大于激光源的相干长度，将导致合成效率急剧降低。

因此，需要一种简单有效且精度高的装置，实现激光应用中多通道激光设备各单元激光通道之间光程差的检测。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种基于双环路探测的多通道光程差检测装置及检测方法，以检测多通道激光设备中各单元激光通道之间的光程差。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种基于双环路探测的多通道光程差检测装置，包括：

脉冲激光器和连续激光器，用于根据分时控制信号分时地分别产生脉冲激光束和连续激光束；

合成分路器，用于分时接收所述脉冲激光束和所述连续激光束，并将所述脉冲激光束或所述连续激光束分为设定数量的子光束；

多通道光程调节器，包括多个光程调节通道，每个所述光程调节通道用于根据光程调控信号对一路所述连续激光束的子光束进行光程调节，以及允许所述脉冲激光束的子光束通过；

多通道选通器，包括多个光通道以及对应的光开关，每个所述光通道用于接收一路子光束，并通过相应的光开关根据选通控制信号控制其开关，以使待测设备的待测通道接收到相应的脉冲激光束的子光束或光程调节后的连续激光束的子光束；

准直发射器，包括多个准直通道，每个所述准直通道用于准直发射一个所述待测通道出射的子光束，以使各所述待测通道出射的子光束平行发射；

聚焦镜，用于将平行发射的所有子光束进行聚焦；

激光分路器，用于将聚焦得到的光束分为连续光源检测支路光束和脉冲光源检测支路光束；

激光成像器，用于感测源自所述连续激光束的连续光源检测支路光束的干涉光斑的图像信号；

图像处理器，用于根据感测得到的图像信号的功率分布得到干涉光斑的条纹对比度；

激光探测器，用于将源自所述脉冲激光束的脉冲光源检测支路光束的光信号转换为电信号；

脉冲信号处理器，用于根据所述电信号计算得到两个不同所述待测通道出射的子光束之间的到达时间差，并根据所述到达时间差计算得到相应的脉冲环路光程差；