[发明专利]一种相位载波式激光干涉信号闭环解调方法

摘要

本发明属于光学干涉测量技术领域，涉及了一种相位载波式激光干涉信号闭环解调方法。本发明包括：干涉信号经过光电转换后进入信号处理电路单元，信号处理单元的第一级为带通滤波器、乘法器和低通滤波器，滤波器的中心频率等于相位载波频率，滤波器带宽小于相位载波频率，滤波器的输出信号做自相关后再送入低通滤波器，得到干涉信号的贝塞尔展开式中关于载波频率ω0的单倍频项的幅值平方，对其开方运算后作为误差信号并以负反馈方式送给信号处理单元的第二级。本发明结构简单，无需微分运算，闭环结构能够保证相位解调的长期稳定性，并降低解调精度对激光器、光电转换等元件的精度性能和稳定性的要求。

主权项

1.一种相位载波式激光干涉信号闭环解调方法，其特征在于：干涉信号经过光电转换后进入信号处理电路单元，干涉信号为：其中A为干涉后光强的直流分量，B为干涉后光强的交流分量，为干涉相位变化值，其中分别为干涉初相位，调制信号引起的相位变化，被测信号引起的相位变化，补偿相位，ω0为调制频率，且C为调制深度，干涉信号的贝赛尔展开为：信号处理单元的第一级为带通滤波器、乘法器和低通滤波器，带通滤波器的中心频率等于相位载波频率，带通滤波器带宽小于相位载波频率，带通滤波器的输出信号做自相关后再送入低通滤波器，得到干涉信号的贝塞尔展开式中关于载波频率ω0的单倍频项的幅值平方，对其开方运算后作为误差信号并以负反馈方式送给信号处理单元的第二级；由中心频率为ω0的带通滤波器处理之后的一次谐波分量为：自乘后得：经低通滤波之后得：开方之后得：Jm(C)为某一调制深度C下的不同高阶系数；PID控制器产生的控制信号经放大器放大用于驱动压电陶瓷元件在干涉仪光路上产生补偿相位，当反馈系统平衡后，PID控制器输出的控制信号与成正比，当系统达到稳态时，与相对应，由此可得被测量信号。