[发明专利]基于外差干涉相位法的高分辨率滚转角测量方法及装置

摘要

本发明公开一种基于外差干涉相位法的高分辨率滚转角测量方法及装置，包括横向塞曼双频激光器及位于其出射光光路中的分光棱镜，在该分光棱镜的反射光路中设置有第一检偏器和第一光电接收器；分光棱镜的透射光路中设置有1/2波片，1/2波片位于平面反射镜阵列中间，1/2波片的最终出射光路中设置有相位延迟片和直角反射棱镜，直角反射棱镜的反射光路中设置第二检偏器和第二光电接收器；第一光电接收器和第二光电接收器与相位计连接，相位计的输出端与工控机连接，本发明利用1/2波片配合平面反射镜阵列使用时对偏振光作用的可叠加性，将其置于平面反射镜阵列中，与相位延迟片共同使用，进一步提高了滚转角测量的分辨率。

主权项

基于外差干涉相位法的高分辨率滚转角测量装置的外差干涉相位法的高分辨率滚转角测量方法，其特征在于：基于外差干涉相位法的高分辨率滚转角测量装置，包括横向塞曼双频激光器(1)以及位于其出射光光路中的分光棱镜(2)，在该分光棱镜(2)的反射光路中依次设置有第一检偏器(3)和第一光电接收器(4)；在该分光棱镜(2)的透射光路中设置有1/2波片(5)，所述的1/2波片(5)位于两套平面反射镜阵列中间，在两套平面反射镜阵列的出射光轴上依次设置有相位延迟片(7)和直角反射棱镜(8)，在该直角反射棱镜(8)的反射光路中设置第二检偏器(9)和第二光电接收器(10)；所述的第一光电接收器(4)和第二光电接收器(10)的输出端与相位计(11)的输入端连接，所述的相位计(11)的输出端与工控机(12)连接；测量方法包括以下步骤：1)横向塞曼激光器发出的光束经过分光棱镜(2)后，被分成反射光和透射光，其中反射光经第一检偏器(3)后被第一光电接收器(4)接收，作为参考信号；2)由分光棱镜(2)出射的透射光经过1/2波片(5)后，入射到两套平面反射镜阵列中，经两套平面反射镜阵列多次往复反射作用后使光束n次往返通过1/2波片(5)；3)通过1/2波片(5)后的出射光束再入射到相位延迟片(7)，然后出射到直角反射棱镜(8)，再通过第二检偏器(9)后被第二光电接收器(10)接收，作为测量信号；4)测量信号与参考信号通过相位计(11)鉴相，将数据传递给工控机(12)，工控机(12)根据二者相位差的变化量与滚转角之间的关系式计算出1/2波片(5)的角误差即被测滚转角Δα；滚转角Δα的测量计算公式为：Δα=ΔψKa=±Δψ4n(cotδ2-tanδ2)]]>其中，ΔΨ为滚转角Δα引起的相位变化，n由平面反射镜的阵列的平面镜的数目决定，为常数，δ为相位延迟片的相位延迟量，Ka为角增益系数。