[发明专利]基于激光自混合干涉的速度与距离同步测量方法与装置

摘要

本发明涉及基于激光自混合干涉的速度与距离同步测量方法及装置。采用三角波函数对激光器的驱动电压进行调制；激光器发射出的激光耦合进入到光纤分束器中，被光纤分束器分成两束激光，一束经光纤准直器射到待测物体表面，被待测物体表面反射或后向散射后，再返回到激光器的谐振腔中发生激光自混合干涉；另一束输入至光电探测器中。光电探测器检测激光器的输出功率，获取激光自混合干涉时的时域信号，将该时域信号转换为频域信号；根据激光自混合干涉的频域信号，求得待测物体的运动速度及到光纤准直器出射端面的距离。本发明无需复杂的信号分离提取和额外的电光频移，即能实现速度和距离的同步测量，具有结构简单、成本低、校准方便等特点。

主权项

基于激光自混合干涉的速度与距离同步测量的方法，其特征在在于：该方法包括以下步骤：(1)采用激光调制模块产生的三角波函数对激光器的驱动电压进行调制；(2)经驱动电压调制后的激光器发射出的激光耦合进入到光纤分束器中，被光纤分束器分成两束激光，其中一束激光经光纤准直器射到待测物体表面，被待测物体表面反射或后向散射后，再经光纤准直器和光纤分束器返回到激光器的谐振腔中，在谐振腔中发生激光自混合干涉；另一束激光输入至光电探测器中；(3)光电探测器检测激光器的输出功率，获取激光器谐振腔中发生激光自混合干涉时的时域信号，采用傅里叶变换模块将该时域信号转换为频域信号；(4)根据激光自混合干涉的频域信号，获得该频域信号的上升沿频峰和下降沿频峰；(5)采用以下公式求得待测物体的运动速度V：V＝λ(v1+v2)/(4cosθ)其中，λ为激光器发射出的激光的波长，v1、v2分别是激光自混合干涉频域信号的下降沿频峰和上升沿频峰的峰值频率，θ是入射角；(6)采用以下公式求得待测物体到光纤准直器出射端面的距离L：L＝c(v2‑v1)/(8ηfTAT)其中，c表示光速，v1、v2分别是激光自混合干涉频域信号的下降沿频峰和上升沿频峰的峰值频率，η是激光器光频调制系数，fT和AT分别是三角波函数的频率和幅度。