[发明专利]远程动态目标测距装置及方法

摘要

本发明涉及一种远程动态目标测距装置及方法，属于飞秒激光测距领域。其包括频率调谐模块(1)、飞秒激光振荡器(2)、光纤耦合器(3)、光学池(4)、环路器(5)、飞秒激光扩束准直器(6)、光纤耦合器(8)、双光子探测器(9)、数据采集分析模块(10)、参考频率发生装置(11)、光电探测器(12)和重复频率锁定装置(13)。本发明装置及方法具有以下优点①通过频率调谐模块(1)调整飞秒激光振荡器(2)的腔长，可快速找到干涉点，使距离测量的实时性得到调高，当调制频率大于待测目标的振动频率，即可获取待测目标的振动频率信息，用于低频振动的测量。②该装置体积小，反映灵活，快速。

主权项

一种远程动态目标测距装置，其特征在于，其包括：频率调谐模块(1)、飞秒激光振荡器(2)、第一光纤耦合器(3)、光学池(4)、环路器(5)、飞秒激光扩束准直器(6)、第二光纤耦合器(8)、双光子探测器(9)、数据采集分析模块(10)、参考频率发生装置(11)、光电探测器(12)和重复频率锁定装置(13)；频率调谐模块(1)的主要作用是：通过调整飞秒激光振荡器(2)的腔长改变飞秒激光振荡器(2)的出射光的重复频率；飞秒激光振荡器(2)的主要作用是：提供脉冲重复频率稳定的飞秒脉冲激光；参考频率发生装置(11)的主要作用是：提供和原子钟稳定度相同的基准信号，将参考频率发生装置(11)的输出频率作为重复频率锁定装置(13)的参考频率；光电探测器(12)的主要作用是：将飞秒激光振荡器(2)输出的光信号转化为电信号；重复频率锁定装置(13)的主要作用是：将光电探测器(12)输出的包含飞秒激光振荡器(2)出射光重复频率的电信号锁定到重复频率锁定装置(13)的输出频率上，使飞秒激光振荡器(2)出射光的重复频率和重复频率锁定装置(13)输出的电信号频率的稳定度相同；第一光纤耦合器(3)的主要作用是：将来自飞秒激光振荡器(2)的出射光分为两路，一路称为A路飞秒激光，另一路称为B路飞秒激光；光学池(4)是真空腔，其主要作用是：第一光纤耦合器(3)输出的B路飞秒激光进入光学池(4)后，使B路飞秒激光的光程增加，并避免自由空间传送而产生的色散；环路器(5)有三个端口，分别称为L端口、R端口和D端口；其主要作用是：①光学池(4)的出射激光从环路器(5)的L端口进入，然后从R端口输出至飞秒激光扩束准直器(6)，经飞秒激光扩束准直器(6)准直后，其出射光经自由空间射向待测目标(7)；②待测目标(7)的反射光线经飞秒激光扩束准直器(6)后，进入环路器(5)的R端口，然后从环路器(5)的D端口输出至第二光纤耦合器(8)；飞秒激光扩束准直器(6)的主要作用是：①改善从环路器(5)的R端口输出的飞秒脉冲激光的准直度，使经飞秒激光扩束准直器(6)出射的飞秒激光为准直光束；②收集由待测目标反射回来的飞秒脉冲激光，送入环路器(5)中；第二光纤耦合器(8)的主要作用是：将第一光纤耦合器(3)输出的A路飞秒激光和环路器(5)的D端口发送来的光耦合进同一光学路径中；双光子探测器(9)的主要作用是将光信号转换为电信号；第二光纤耦合器(8)的出射光线进入双光子探测器(9)，双光子探测器(9)将光信号转换为电信号后，输出至数据采集分析模块(10)；数据采集分析模块(10)的作用是对电信号进行分析，解算出待测目标(7)的位移信息。