[发明专利]多拼接子镜多自由度位移监测系统

权利要求书

1.多拼接子镜多自由度位移监测系统，其特征在于，包括：

光源模块(1)，所述光源模块(1)将发射的具有频域差的双频激光分束获得m路，顺序使各路导通；

p个光学测量模块(2)，每个所述光学测量模块(2)包括n个一维测量子模块(201)以及多维反射镜组件(202)，光源模块(1)的n路激光分别通过光纤(6)和n个一维测量子模块(201)连接，每个一维测量子模块(201)和所述多维反射镜组件(202)配合将垂直反射的参考激光和目标激光输入至信息采集与处理模块(3)，其中m＝p×n；

以及信息采集与处理模块(3)，所述信息采集与处理模块(3)包括两组光信号接收模块以及一个相位分析系统(301)，每个一维测量子模块(201)的参考激光和目标激光分别和两组光信号接收模块连接并传输至相位分析系统(301)，获得一个维度的参考光学拍信号以及目标光学拍信号，所述相位分析系统(301)根据参考光学拍信号以及目标光学拍信号的相位差的改变量计算获得目标的相对位移量；

所述光源模块(1)包括双频激光器(101)、第一四分之一波片(102)、第一光纤耦合聚焦镜(103)以及第一光纤开关(104)；

所述双频激光器(101)发出旋转方向不同存在频率差的两束圆偏振光；两束圆偏振光经第一四分之一波片(102)变为偏振方向垂直且存在频率差、传输光路重合的两束激光；后经第一光纤耦合聚焦镜(103)聚焦，最后通过光纤(6)传输至第一光纤开关(104)，通过第一光纤开关(104)将单路光纤(6)进行分束，分成m路光纤(6)，m路光纤(6)分别和p个光学测量模块(2)中的p×n个一维测量子模块(201)连接。

2.根据权利要求1所述的多拼接子镜多自由度位移监测系统，其特征在于，所述双频激光器(101)为纵向塞曼效应双频He-Ne激光器。

3.根据权利要求1或2所述的多拼接子镜多自由度位移监测系统，其特征在于，每个所述一维测量子模块(201)包括第一准直镜(203)、分光棱镜(204)、第二光纤耦合聚焦镜(205)、偏振分光棱镜(206)、第二四分之一波片(207)、第三光纤耦合聚焦镜(208)、第三四分之一波片(209)以及参考平面镜(210)；

从第一光纤开关(104)中引出的一条光纤(6)进入一个一维测量子模块(201)中，激光从光纤(6)中射出经过第一准直镜(203)后，变为平行光并进入分光棱镜(204)，经过分光棱镜(204)反射的一束光经过第二光纤耦合聚焦镜(205)得到参考激光，后通过光纤(6)传输进入信号采集与处理模块中的一组光信号接收模块中；经过分光棱镜(204)透射的一束光进入偏振分光棱镜(206)，经偏振分光棱镜(206)反射的一束光经过第二四分之一波片(207)后入射到多维反射镜组件(202)的一个反射面上，反射后再经第二四分之一波片(207)以及偏振分光棱镜(206)透射至第三光纤耦合聚焦镜(208)，经偏振分光棱镜(206)透射的一束光经过第三四分之一波片(209)后入射到参考平面镜(210)上，反射后再经第三四分之一波片(209)以及偏振分光棱镜(206)反射至第三光纤耦合聚焦镜(208)；第三光纤耦合聚焦镜(208)对两束光进行耦合得到目标激光，进入光纤(6)中传播至信息采集与处理模块(3)中的另一组光信号接收模块中。

4.根据权利要求3所述的多拼接子镜多自由度位移监测系统，其特征在于，光学测量模块(2)中的n个一维测量子模块(201)设置在第一子镜(4)上，光学测量模块(2)中的多维反射镜组件(202)设置在第二子镜(5)上。