[发明专利]测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种测量装置，包括：

激光装置，具有激光谐振器并输出具有多种模式的调频激光束；

分支部件，将所述调频激光束分支为(i)由所述激光装置输出的所述调频激光束的一部分，作为参考光，以及(ii)所述调频激光束的其余部分的至少一些，作为测量光；

差拍信号生成部件，通过混合所述参考光和通过将所述测量光照射到待测对象上而反射的反射光来生成差拍信号；

提取部件，提取与所述激光谐振器的谐振频率相对应的、并且叠加在从所述激光装置输出的调频激光束上的信号分量；

时钟信号生成部件，基于所述信号分量生成第一时钟信号；

转换部件，使用所述第一时钟信号将所述差拍信号转换为第一数字信号；以及

计算部件，基于所述第一数字信号计算所述参考光和所述测量光之间的传播距离的差。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述分支部件将所述调频激光束分支为所述参考光、所述测量光和监测光，并且

所述提取部件包括将所述监测光转换为电信号的光电转换部件，并从由所述光电转换部件转换的所述电信号内提取与所述激光谐振器的谐振频率相对应的信号分量。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其中所述提取部件还包括滤波器部件，所述滤波器部件使得来自由所述光电转换部件转换的电信号内的、具有所述激光谐振器的谐振频率的信号分量通过。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述时钟信号生成部件包括PLL电路，所述PLL电路使用所述信号分量的频率作为参考频率并输出频率为所述参考频率的倍数的频率信号，并且

所述时钟信号生成部件输出所述频率信号作为所述第一时钟信号。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量装置，其中所述转换部件包括A/D转换器，所述A/D转换器与所述第一时钟信号同步地将所述差拍信号转换为所述第一数字信号。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的测量装置，其中所述转换部件还包括：

AD转换器，与不同于所述第一时钟信号的第二时钟信号同步地将所述差拍信号转换为第二数字信号，以及

重采样部件，使用所述第一时钟信号对所述第二数字信号进行重采样并输出所述第一数字信号。

7.一种测量方法，包括以下步骤：

从具有激光谐振器的激光装置输出具有多种模式的调频激光束；

将所述调频激光束分支为(i)所述调频激光束的一部分，作为参考光，以及(ii)所述调频激光束的其余部分的至少一些，作为测量光；

通过混合所述参考光和通过将所述测量光照射到待测对象上而反射的反射光来生成差拍信号；

提取与所述激光谐振器的谐振频率相对应的、并且叠加在所述调频激光束上的信号分量；

基于所述信号分量生成第一时钟信号；

使用所述第一时钟信号将所述差拍信号转换为第一数字信号；以及

基于所述第一数字信号计算所述参考光和所述测量光之间的传播距离的差。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其中将所述差拍信号转换为第一数字信号包括与所述第一时钟信号同步地将所述差拍信号转换为所述第一数字信号。

9.根据权利要求7所述的测量方法，其中将所述差拍信号转换为第一数字信号包括：

与不同于所述第一时钟信号的第二时钟信号同步地将所述差拍信号转换为第二数字信号，以及

使用所述第一时钟信号对所述第二数字信号进行重采样并输出所述第一数字信号。