[发明专利]多光束激光外差法测量电致伸缩系数的装置及方法

摘要

多光束激光外差法测量电致伸缩系数的装置及方法，涉及测量技术领域，具体涉及到一种电致伸缩系数的测量技术。它解决了现有各种压电晶体的电致伸缩系数的测量方法的测量精度不能够满足现有高精密测量领域的要求的问题。本发明是基于激光外差技术和多普勒效应而设计的，所述装置在光路中利用振镜对不同时刻的入射光进行频率调制，得到了多光束激光外差信号，其信号频谱中同时包含多个频率值，每个频率值都包含待测参数信息，经过解调后可同时得到多个待测参数值，对得到的多个参数值加权平均，获得了高精度的待测参数。采用对锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷进行了仿真实验来验证本发明的方法，测量相对误差仅为0.98％。

主权项

多光束激光外差法测量电致伸缩系数的装置，其特征在于，该装置由H0固体激光器(2)、四分之一波片(12)、振镜(13)、第一平面反射镜(3)、偏振分束镜PBS(11)、会聚透镜(10)、薄玻璃板(9)、第二平面反射镜(6)、待测压电陶瓷管(7)、二维调整架(8)、高压电源、光电探测器(4)和信号处理系统(5)组成；H0固体激光器(2)发出的线偏振光经第一平面反射镜(3)反射之后入射至偏振分束镜PBS(11)，经该偏振分束镜PBS(11)反射后的光束经四分之一波片(12)透射后入射至振镜(13)的光接收面，经该振镜(13)反射的光束再次经四分之一波片(12)透射后发送至偏振分束镜PBS(11)，经该偏振分束镜PBS(11)透射后的光束入射至薄玻璃板(9)，经该薄玻璃板(9)透射之后的光束入射至第二平面反射镜(6)，该光束在相互平行的薄玻璃板(9)和第二平面反射镜(6)之间反复折射多次，获得多束经薄玻璃板(9)透射之后的光束通过会聚透镜(10)汇聚至光电探测器(4)的光敏面上，所述光电探测器(4)输出电信号给信号处理系统(5)；薄玻璃板(9)和第二平面反射镜(6)之间的距离为d；所述第二平面反射镜(6)的背面中心与待测压电陶瓷管(7)的一端固定连接，该待测压电陶瓷管(7)的另一端固定在二维调整架(8)上，所述待测压电陶瓷管(7)的内表面(7‑1)和外表面(7‑2)分别通过电极(1)与高压电源的两个电压输出端连接，该待测压电陶瓷管(7)在电压的作用下产生轴向形变。