[发明专利]一种相位调制激光多普勒测速系统及测速方法

摘要

一种相位调制激光多普勒测速系统及测速方法，涉及一种多普勒测速系统及测速方法。本发明为了解决现有的相位调制激光多普勒测速系统必须具有能量探测器导致部件较多结构复杂的问题和为了解决现有的相位调制激光多普勒测速方法灵敏度较低、测量范围较窄的问题。本发明的一种相位调制激光多普勒测速系统包括：激光器、偏振分光片、机械开关、第一凸透镜、旋转目标、第二凸透镜、多模光纤、第三凸透镜、偏振片、第四凸透镜、光纤相位调制器、第五凸透镜、扩束镜、F-P干涉仪、第六凸透镜、光电倍增管、驱动器、信号发生器、数据采集卡、输出卡和计算机；利用相位调制激光多普勒测速系统实现运动物体的测速。本发明适用于运动物体速度的测量。

主权项

一种相位调制激光多普勒测速系统，其特征在于：所述系统包括：激光器(1)、偏振分光片(2)、机械开关(3)、第一凸透镜(4)、旋转目标(5)、第二凸透镜(6)、多模光纤(7)、第三凸透镜(8)、偏振片(9)、第四凸透镜(10)、光纤相位调制器(11)、第五凸透镜(14)、扩束镜(15)、F‑P干涉仪(16)、第六凸透镜(17)、光电倍增管(18)、驱动器(12)、信号发生器(13)、数据采集卡(19)、输出卡(20)和计算机(21)；在机械开关(3)开启时，激光器(1)发出信号光，经过偏振分光片(2)后经过第一凸透镜(4)的中心；第一凸透镜(4)的中心设置在经过偏振分光片(2)的光路上；信号光经过振分光片(2)和第一凸透镜(4)的中心后，达到旋转目标(5)并反射回来；信号光经过第一凸透镜(4)的中心，通过开启的机械开关(3)后，经过偏振分光片(2)反射，然后信号光经过第二凸透镜(6)的中心；第二凸透镜(6)的中心设置在经过偏振分光片(2)反射后信号光的光路上；信号光经过第二凸透镜(6)后，经过多模光纤(7)进入第三凸透镜(8)准直，然后再经过偏振片(9)，使信号光变成线偏振光；固定偏振的信号光经第四凸透镜(10)收集，进入光纤相位调制器(11)；信号发生器(13)产生一定频率和振幅的正弦信号，经驱动器(12)放大后作用在光纤相位调制器(11)上，对信号光进行正弦相位调制，同时信号发生器(13)输出的信号作为触发信号连接到数据采集卡(19)上；经过光纤相位调制器(11)的信号光依次经过第五凸透镜(14)与扩束镜(15)后，垂直入射F‑P干涉仪(16)，F‑P干涉仪(16)的透射信号光经第六凸透镜(17)会聚到光电倍增管(18)上，光电倍增管(18)的输出信号由数据采集卡(19)采集；利用输出卡(20)的输出信号来控制激光器(1)的输出频率，同时利用激光器(1)的输出信号来检测信号光的状态；第三凸透镜(8)、偏振片(9)、第四凸透镜(10)同轴设置；第五凸透镜(14)、扩束镜(15)、F‑P干涉仪(16)、第六凸透镜(17)、光电倍增管(18)同轴设置；所述多模光纤(7)连接第三凸透镜(8)；所述信号发生器(13)分别连接数据采集卡(19)和.驱动器(12)；所述驱动器(12)连接光纤相位调制器(11)；所述光电倍增管(18)连接数据采集卡(19)；所述输出卡(20)分别连接计算机(21)和激光器(1)；计算机(21)通过输出卡(20)控制激光器(1)出射信号光的频率ω；所述计算机(21)连接激光器(1)，控制激光器(1)的工作状态。