[发明专利]形变测量系统、测量形变的方法及测量头

说明书

本发明提供了一种形变测量系统，包括双光梳光源、测距模块、测量光路固定部分、光电探测器，其中所述双光梳光源包括两个具有微小重频差的光频梳，其中第一光频梳发射出信号光用于测距，第二光频梳发射出本振光用于采样；所述测距模块接收所述双光梳光源发出的光束，并将所述信号光输出到所述测量光路固定部分，接收所述信号光从测量光路固定部分反射的回波，将所述本振光与所述反射回波耦合，输出到所述光电探测器上；所述测量光路固定部分固定在待测目标上，将所述信号光分为两路以测量测量臂和参考臂的光程差；所述光电探测器配置成接收所述测距模块输出的耦合光。

技术领域

本发明大致涉及光学精密计量技术领域，尤其涉及一种使用双光梳光源的形变测量系统、测量形变的方法及测量头结构。

背景技术

在航空航天和高端制造领域，许多大型零件需要进行稳定性测试，即测量经历特殊环境条件后零件的形变，以评价零件稳定性。这些形变测量需要可重复、高精度的测量设备，例如航空领域空间相机次镜组件和前镜筒组件的稳定性测试，需要实现亚微米级精度的测量。

而传统的激光干涉仪进行高精度测量时，由于受到相位模糊的影响，无法实现断光续接，只能通过增量式测量以实现相位的连续累积从而实现长距离观测。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，发明人提出了一种将迈克尔逊干涉仪的测量臂、参考臂结构与双光梳光源相结合的技术方案，本发明提供一种形变测量系统，包括双光梳光源、测距模块、测量光路固定部分、光电探测器，其中

所述双光梳光源包括两个具有微小重频差的光频梳，其中第一光频梳发射出信号光用于测距，第二光频梳发射出本振光用于采样；

所述测距模块接收所述双光梳光源发出的光束，并将所述信号光输出到所述测量光路固定部分，接收所述信号光从测量光路固定部分反射的回波，将所述本振光与所述反射回波耦合，输出到所述光电探测器上；

所述测量光路固定部分固定在待测目标上，将所述信号光分为两路以测量测量臂和参考臂的光程差；

所述光电探测器配置成接收所述测距模块输出的耦合光。

根据本发明的一个方面，其中所述测量光路固定部分包括测量头模块和目标角锥，

其中所述测量头模块包括：

光纤准直镜，配置成与所述测距模块通过光纤连接，接收所述信号光准直后出射；

分束镜，配置成接收所述光纤准直镜出射的信号光，部分透射所述信号光成为测量光，部分反射所述信号光为参考光；

参考臂角锥，配置成接收所述分束镜反射的参考光，并将所述参考光沿原光路返回；

所述目标角锥配置成接收所述分束镜透射的测量光，并将所述测量光反射。

根据本发明的一个方面，其中所述光纤准直镜、所述分束镜、所述参考臂角锥通过顶丝固定，并可通过调节顶丝来调节角度。

根据本发明的一个方面，其中所述测距模块由全保偏光纤结构组成，包括：

第一起偏器，配置成接收所述第一光频梳发出的信号光并将其过滤为偏振的信号光；

第二起偏器，配置成接收所述第二光频梳发出的本振光并将其过滤为偏振的本振光；

环形器，配置成接收所述偏振的信号光，并将所述偏振的信号光输出到所述测量光路固定部分，接收所述偏振的信号光从测量光路固定部分反射的回波，并将所述反射回波输出；

耦合器，配置成接收所述偏振的本振光和所述环形器输出的反射回波，并将所述偏折的本振光与所述反射回波耦合；