[发明专利]一种双重频扫频激光测距装置及方法

说明书

本发明公开了一种双重频扫频激光测距装置及方法，包括：宽谱脉冲光源、脉冲调制模块、色散拉伸模块、测量臂、参考臂、精度相干探测模块、飞行时间测量模块以及控制终端；脉冲调制模块和色散拉伸模块分别用于对宽谱脉冲光源产生的相干宽谱锁模脉冲光进行倍频处理、分频处理以及色散时域拉伸，得到第一扫频信号和第二扫频信号；精度相干探测单元用于采集第一扫频信号和第二扫频信号的干涉信号；飞行时间测量模块用于采集输入测量臂前的第二扫频信号和测量臂输出的第二扫频信号；控制终端用于确定待测距离。本发明的测距装置可以测量盲区，使探测范围提高到数十千米以上，实现高速、高精度和大量程的扫频干涉激光测距。

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，尤其涉及的是一种双重频扫频激光测距装置及方法。

背景技术

激光测距技术具有精度高、准直性好、抗干扰能力强等诸多优点而被广泛应用于卫星遥感、精密测量与加工、机械制造、工程建设以及安全监测等领域。现有的激光测距技术包括飞行时间法、电调制相位法、基于干涉相位测量技术以及扫频干涉测量技术等，但现有激光测距技术无法同时实现大量程和高精度的距离测量。

因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种双重频扫频激光测距装置及方法，旨在解决现有激光测距技术无法同时实现大量程和高精度的距离测量的问题。

本发明解决问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种双重频扫频激光测距装置，其中，包括：宽谱脉冲光源、脉冲调制模块、色散拉伸模块、测量臂、参考臂、精度相干探测模块、飞行时间测量模块以及控制终端；

所述宽谱脉冲光源用于产生相干宽谱锁模脉冲光；

所述脉冲调制模块用于接收所述相干宽谱锁模脉冲光，并对所述相干宽谱锁模脉冲光进行倍频处理和分频处理，得到第一重频宽谱脉冲光和第二重频宽谱脉冲光；

所述色散拉伸模块用于接收所述第一重频宽谱脉冲光和所述第二重频宽谱脉冲光，并对所述第一重频宽谱脉冲光和所述第二重频宽谱脉冲光分别进行色散时域拉伸，得到第一扫频信号和第二扫频信号，并将所述第一扫频信号传输至所述参考臂以及将所述第二扫频信号传输至所述测量臂；

所述精度相干探测模块用于使所述参考臂输出的第一扫频信号和所述测量臂输出的第二扫频信号发生干涉，并采集干涉信号；

所述飞行时间测量模块用于采集输入所述测量臂前的第二扫频信号和所述测量臂输出的第二扫频信号；

所述控制终端用于根据所述干涉信号、输入所述测量臂前的第二扫频信号以及所述测量臂输出的第二扫频信号，确定待测距离。

所述的双重频扫频激光测距装置，其中，所述脉冲调制模块包括：第一耦合器、倍频调制单元以及分频调制单元；

所述第一耦合器用于接收所述相干宽谱锁模脉冲光，并将所述相干宽谱锁模脉冲光分为两路；

所述倍频调制单元用于接收所述第一耦合器分出的一路相干宽谱锁模脉冲光，并对所述相干宽谱锁模脉冲光进行倍频处理，得到第一重频宽谱脉冲光；

所述分频调制单元用于接收所述第一耦合器分出的另一路相干宽谱锁模脉冲光，并对所述相干宽谱锁模脉冲光进行分频处理，得到第二重频宽谱脉冲光。

所述的双重频扫频激光测距装置，其中，所述倍频调制单元包括：级联的若干干涉仪，与若干所述干涉仪的两端连接的若干第二耦合器，以及与若干所述干涉仪分别连接的若干第一偏振控制器；

若干所述第二耦合器用于接收所述第一耦合器分出的一路相干宽谱锁模脉冲光，并将所述相干宽谱锁模脉冲光耦合入若干所述干涉仪的两臂；