[发明专利]一种全场Z向位移测量系统

摘要

本发明涉及全场激光测振系统技术领域，尤其涉及一种全场Z向位移测量系统。通过使用空间域相移法在传统激光剪切散斑干涉法的基础上实现动态测量，并进一步利用激光剪切散斑干涉法与多普勒干涉法的同质性和相似的测量精度，通过单点的时间域多普勒干涉法帮助激光剪切散斑干涉法实现绝对位移测量，经过这几个方面的改进，本发明所述的测量系统可以实现全场Z向位移测量，能实现高精度全场绝对值振动测量，能进行瞬态深度测量，在深度测量、三维传感，以及航空、航天的振动测量和新材料表征检测等领域的深度测量具有重要应用，在汽车开发领域、机械工业领域以及我国的装备制造业等涉及复杂结构振动优化的领域都有非常重大的应用。

主权项

一种全场Z向位移测量系统，其特征在于，包括：多普勒干涉测量模块、激光剪切散斑干涉测量模块、扩束准直模块、第一探测模块、第二探测模块、及控制模块；其中，测量光束方向为Z轴方向；所述多普勒干涉测量模块用于测量被测目标的单点Z向绝对位移给激光剪切散斑干涉测量模块以参考；所述激光剪切散斑干涉测量模块用于实现对被测目标的全场相对位移的动态测量；所述扩束准直模块用于对多普勒干涉测量模块的测量光束、及激光剪切散斑干涉测量模块的测量光束产生激光散斑和准直；所述第一探测模块用于接收多普勒干涉测量模块发送的干涉信息；所述第二探测模块用于接收激光剪切散斑干涉测量模块发送的干涉信息；所述控制模块用于控制所述激光剪切散斑干涉测量模块实现全场动态测量；所述激光剪切散斑干涉测量模块包括第二激光器、第一偏振光束分离器、第一1/4波片、第二偏振光束分离器、第二1/4波片、可调的倾斜反射镜、第三1/4波片、第三反射镜、第四光束分离器、第四反射镜、移相器、偏光片，所述第二激光器发出的测量光束依次经过第一偏振光束分离器、第一1/4波片后进入所述扩束准直模块形成激光散斑并准直后入射被测目标，经被测目标返回再次经过第一1/4波片旋转90°偏振方向后进入第一偏振光束分离器，从第一偏振光束分离器透射的测量光束进入第二偏振光束分离器，被第二偏振光束分离器反射的测量光束经过第二1/4波片被可调的倾斜反射镜反射后再次经过第二1/4波片进入第二偏振光束分离器并被透射，被第二偏振光束分离器透射的测量光束经过第三1/4波片被第三反射镜反射后再次经过第三1/4波片进入第二偏振光束分离器并被反射，被第二偏振光束分离器透射的光束与反射的光束发生干涉后进入第四光束分离器，从第四光束分离器出来的透射光束依次经过移相器、偏光片进入第二探测模块，从第四光束分离器出来的反射光束被第四反射镜反射后经过所述偏光片进入第二探测模块。