[发明专利]一种基于强度调制的绝对距离测量装置

权利要求书

1.一种基于强度调制的绝对距离测量装置，其特征在于：包括激光器、激光器驱动部分、激光器温度控制部分、信号源部分、 MZ电光调制器、MZ调制器偏置部分、光纤互连系统、光束扩束镜组部分、角反射镜、光电接收及信号调理部分和控制及数字信号处理部分，所述激光器驱动部分的输出端与所述激光器连接，所述激光器温度控制部分与所述激光器连接，构成自动恒温控制系统，所述MZ调制器偏置部分的输出端与所述MZ电光调制器连接，所述激光器的输出端与所述光纤互连系统连接，所述激光器输出功率恒定的光信号进入所述光纤互连系统，所述控制及数字信号处理部分的输出端分别与所述激光器驱动部分、信号源部分连接，所述信号源部分的输出端分别与所述MZ电光调制器、光电接收及信号调理部分连接，所述光电接收及信号调理部分的输出端与所述控制及数字信号处理部分连接，所述信号源部分在所述控制及数字信号处理部分的控制下向所述MZ电光调制器输出频率连续变化的信号，所述MZ电光调制器对激光强度进行调制，经过强度调制的激光信号输入到所述光纤互连系统中，再经过所述光束扩束镜组部分扩束、准直后，在自由空间中照射到所述角反射镜上，反射光部分经原路返回后再次进入所述光束扩束镜组部分，并由所述光纤互连系统分离测量光，测量光进入所述光电接收及信号调理部分，然后输出至所述控制及数字信号处理部分。

2.根据权利要求1所述的基于强度调制的绝对距离测量装置，其特征在于：所述光电接收及信号调理部分包括APD、信号调理电路和ADC，所述APD的输入端分别与所述光纤互连系统、信号源部分的输出端连接，所述APD的输出端与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路的输出端与所述ADC连接，所述ADC的输出端与所述控制及数字信号处理部分连接，来自所述光纤互连系统的测量光信号与来自所述信号源部分的参考电信号在所述APD中进行光电混频，并经所述信号调理电路处理后得到中频信号，该中频信号经所述ADC采样后进入所述控制及数字信号处理部分。

3.根据权利要求1所述的基于强度调制的绝对距离测量装置，其特征在于：所述光电接收及信号调理部分包括APD、信号调理电路、ADC、信号放大电路和混频器，所述APD的输入端与所述光纤互连系统的输出端连接，所述APD的输出端与所述信号放大电路连接，所述混频器的输入端分别与所述信号源部分、信号放大电路的输出端连接，所述混频器的输出端与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路的输出端与所述ADC连接，所述ADC的输出端与所述控制及数字信号处理部分连接，来自所述光纤互连系统的测量光信号经所述APD及信号放大电路后成为高速测量电信号，该高速测量电信号与来自所述信号源部分的参考电信号在所述混频器中进行混频，并经所述信号调理电路处理后得到中频信号，该中频信号经所述ADC采样后进入所述控制及数字信号处理部分。

4.根据权利要求3所述的基于强度调制的绝对距离测量装置，其特征在于：所述APD为高速雪崩光电转换器，所述信号放大电路为互阻放大器，其工作带宽为信号源部分输出信号频率的带宽2.7GHz～3GHz，所述混频器为双平衡下变频混频器。

5.根据权利要求3所述的基于强度调制的绝对距离测量装置，其特征在于：所述APD、信号调理电路构成了高速光电转换电路，所述高速光电转换电路共有两个，其中一个所述高速光电转换电路用于得到高速测量电信号，另一个所述高速光电转换电路用于得到高速参考电信号。

6.根据权利要求1所述的基于强度调制的绝对距离测量装置，其特征在于：所述光纤互连系统包括环行器和用于切换参考光路与测量光路的光开关，所述环行器的端口1接所述MZ电光调制器，端口2接所述光开关，端口3接所述光电接收及信号调理部分，所述环行器、光束扩束镜组部分通过所述光开关连接。

7.根据权利要求6所述的基于强度调制的绝对距离测量装置，其特征在于：所述光纤互连系统还包括第一分光器，所述第一分光器分别与所述激光器的输出端、MZ电光调制器的输入端和激光器驱动部分的输入端连接，所述第一分光器、激光器驱动部分之间连接有第一光电二极管。