[发明专利]一种基于电光调制边带的精密位移测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于电光调制边带的精密位移测量方法，其特征在于，包括：

通过调节电光调制器的边带频率与干涉仪共振，获得干涉仪第一腔长对应的第一自由光谱范围Δν₁，以及第二腔长对应的第二自由光谱范围Δν₂；

根据第一自由光谱范围Δν₁和第二自由光谱范围Δν₂计算得到干涉仪的位移ΔL。

2.如权利要求1所述的一种基于电光调制边带的精密位移测量方法，其特征在于，根据第一自由光谱范围Δν₁和第二自由光谱范围Δν₂计算得到干涉仪的位移ΔL，具体包括：

通过下式计算得到干涉仪的位移ΔL：

其中，Δν₁为第一自由光谱范围，Δν₂为第二自由光谱范围，c为真空光速常数，n为折射率。

3.如权利要求2所述的一种基于电光调制边带的精密位移测量方法，其特征在于，调节电光调制器的边带频率与干涉仪共振，具体包括：

电光调制器包括第一电光调制器和第二电光调制器，激光发射器输出的激光光束依次通过第一电光调制器和第二电光调制器后产生频率为ω₁的第一边带和频率为ω₂的第二边带；

光电接收器根据接收的包含第一边带和第二边带的激光光束产生微波信号，所述微波信号包含频率为ω₁的第一微波信号和频率为ω₂的第二微波信号；

频率分处理单元将第一微波信号和第二微波信号进行分离，并将第一微波信号输入给激光频率锁定器，以及将第二微波信号输入给电光边带锁定器；

激光频率锁定器将第三微波信号与第一微波信号进行相位差比较，产生用于锁定激光与干涉仪的误差信号，并将该误差信号反馈给激光发射器；

电光边带锁定器通过输出电压信号调节第四微波信号的频率ω₂与干涉仪共振；

频率计数器记录与干涉仪共振时的第四微波信号的频率ω₂，以便于根据记录的频率获得干涉仪不同腔长对应的自由光谱范围；

所述第三微波信号为微波信号发生器输入给第一电光调制器的频率为ω₁的微波信号，用于驱动第一电光调制器产生频率为ω₁的第一边带，所述第四微波信号为压控振荡器输入给第二电光调制器的频率为ω₂的微波信号，用于驱动第二电光调制器产生频率为ω₂的第二边带。

4.如权利要求3所述的一种基于电光调制边带的精密位移测量方法，其特征在于，获得干涉仪第一腔长对应的第一自由光谱范围Δν₁，以及第二腔长对应的第二自由光谱范围Δν₂，具体包括：

移动干涉仪的平面反射镜于第一位置，干涉仪的腔长为第一腔长，则电光边带锁定器通过输出电压信号调节第四微波信号的频率ω₂与干涉仪共振，此时的频率ω₂记为ω₂₁，则干涉仪第一腔长对应的第一自由光谱范围Δν₁＝ω₂₁；

移动干涉仪的平面反射镜于第二位置，干涉仪的腔长为第二腔长，则电光边带锁定器通过输出电压信号调节第四微波信号的频率ω₂与干涉仪共振，此时的频率ω₂记为ω₂₂，则干涉仪第二腔长对应的第二自由光谱范围Δν₂＝ω₂₂。

5.一种基于电光调制边带的精密位移测量装置，其特征在于，包括顺序依次设置的激光发射器、第一电光调制器、第二电光调制器、偏振分光棱镜、四分之一波片、耦合透镜和干涉仪，干涉仪包括凹面反射镜以及可移动的平面反射镜；

所述第一电光调制器还连接有微波信号发生器，所述微波信号发生器与激光频率锁定器连接，所述激光频率锁定器分别与所述激光发射器和频率分处理单元连接，所述频率分处理单元分别与光电接收器和电光边带锁定器连接，电光边带锁定器分别与频率计数器和压控振荡器连接，所述压控振荡器与所述第二电光调制器连接，所述光电接收器与所述偏振分光棱镜连接。