[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，具有光学共振腔，并且输出具有多种模式的调频激光束；

分支部件，将由所述激光装置输出的所述调频激光束的一部分分支为参考光，并且将所述调频激光束的其余部分的至少一些分支为测量光；

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；

第一分析部件，基于所述差拍信号来分析与所述参考光和所述测量光之间的传播距离的差相对应的第一信号分量；

第二分析部件，基于所述差拍信号来分析与光学共振腔的共振腔频率相对应的第二信号分量；以及

计算部件，基于所述第一信号分量和所述第二信号分量的分析结果，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，所述差拍信号生成部件正交检测所述反射光和所述参考光，并且输出彼此正交的第一差拍信号和第二差拍信号，

所述第一分析部件基于所述第一差拍信号和所述第二差拍信号对所述第一信号分量执行频率分析，以及

所述第二分析部件基于所述第一差拍信号和所述第二差拍信号之一对所述第二信号分量执行频率分析。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其中，所述第二分析部件对所述第二信号分量执行频率分析，并且计算所述光学共振腔的共振腔频率。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其中，所述第二分析部件获得包含在所述第二信号分量中的差拍信号和图像信号当中彼此相邻的差拍信号和图像信号的频率，并且通过将两个获得的频率相加来计算所述光学共振腔的共振腔频率。

5.根据权利要求3所述的测量装置，其中，所述第二分析部件通过对来自所述第二信号分量内、与所述光学共振腔的共振腔频率相对应的信号分量进行频率分析来获得所述光学共振腔的共振腔频率。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的测量装置，还包括

第一AD转换器，将所述第一差拍信号转换为数字信号；以及

第二AD转换器，将所述第二差拍信号转换为数字信号，其中

所述第一分析部件生成所述第一信号分量，所述第一信号分量由(i)通过对由所述第一AD转换器输出的数字信号执行频率转换而生成的实部和(ii)通过对由所述第二AD转换器输出的数字信号执行频率转换而生成的虚部组成，并且

所述第二分析部件通过对由所述第一AD转换器或所述第二AD转换器输出的数字信号执行频率转换来生成所述第二信号分量。

7.根据权利要求6所述的测量装置，还包括数字滤波器，所述数字滤波器对所述第二分析部件的分析结果进行数字滤波。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其中，所述数字滤波器以比所述第一AD转换器和所述第二AD转换器将输入信号转换为数字信号的采样率慢的采样率执行数字滤波。

9.一种测量方法，包括以下步骤：

从具有光学共振腔的激光装置输出具有多种模式的调频激光束；

将所述调频激光束的一部分分支为参考光，并且将其余部分的至少一些分支为测量光；

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；

基于所述差拍信号来分析与所述参考光和所述测量光之间的传播距离的差相对应的第一信号分量；

基于所述差拍信号来分析与所述光学共振腔的共振腔频率相对应的第二信号分量；以及

基于所述第一信号分量和所述第二信号分量的分析结果，计算所述参考光和所述测量光之间的传播距离的差。