[发明专利]基于方波电流调制和FP标准具分光的激光自混合速度测量系统及方法

摘要

一种基于方波电流调制和FP标准具分光的激光自混合速度测量系统及方法，测量系统包括激光器、FP标准具、光电探测器及信号处理电路，采用方波电流调制、FP标准具、反射镜、计数器等组成激光自混合传感系统，采用单个激光器和探测器实现多维或多点速度大小的准确测量。本发明的方法能够消除多个激光器的强度和波长漂移对测量结果的影响，同时避免了多通道之间的激光自混合效应串扰；而且具有系统结构简单、易于调节、信号处理方法简便等优点，有效拓展了基于激光自混合效应的多维和多点信息传感方法。

主权项

基于方波电流调制和FP标准具分光的激光自混合速度测量系统，其特征在于：所述测量系统包括：光电探测器（1）、激光器（2）、激光器调制模块（3）、FP标准具（4）、待测物体（5）、反射镜（6）、电信号放大器（7）、计数器（8）、计算机（9）；所述光电探测器（1）监测激光输出强度变化，激光器调制模块（3）对激光器（2）进行方波电流调制；激光器（2）出射的激光入射到倾斜的FP标准具（4）上，一部分透射光直接入射到待测物体（5）上，另一部分经FP标准具（4）反射的光束经过反射镜（6）从另一角度入射到待测物体（5）上，经待测物体（5）散射的光由原光路返回激光器（2）的谐振腔产生激光自混合效应，发生激光自混合效应后的激光被光电探测器（1）接收，并经过电信号放大器（7）放大，随后经过计数器（8）计数，单位时间内计数数目即为相应的频率值f，将频率值输入计算机（9）处理后即得到各维度速度值V，计算公式为：V＝λ·f/2其中，λ为激光器输出激光波长；所述FP标准具（4）的特性为经方波电流调制的激光波长λ1能直接透射，而激光波长λ2被FP标准具（4）反射；所述激光器调制模块（3）对激光器（2）进行方波电流调制时，当方波电流调制处于低电平时，输出激光波长为λ1，方波电流调制处于高电平时，输出激光波长为λ2；而λ1经FP标准具4直接透射，λ2被FP标准具（4）反射，透射的激光用于检测一个方向的物体运动速度，反射的激光用于检测另外一个方向的物体运动速度，由方波电流和FP标准具（4）组成的波长开关能够保证不同方向的多普勒信号分别被光电探测器（1）间断的检测到，这样激光器调制模块（3）以方波电流调制方式工作，实现了各维度速度值的准确测量。