[发明专利]一种基于激光干涉的低非线性角度测量装置和方法

摘要

本发明公开一种基于激光干涉的低非线性角度测量装置和方法，发射一束双频激光；确定两种频率分量的初始相位差；将双频激光按照频率分量分离成两路平行的激光；将第一频率激光入射到被测物，反射的第一频率激光与第二频率激光的参考分量形成第一干涉信号；将第二频率激光入射到被测物，反射的第二频率激光与第一频率激光的参考分量形成第二干涉信号；通过初始相位差、第一、第二干涉信号确定第一位移和第二位移；通过第一、第二位移以及第一频率激光和第二频率激光之间的平行距离确定被测物的偏航角。本发明采用多路激光干涉测量，结合共光路对称结构设计，通过差分共模原理提高小角度测量分辨率，降低小角度测量非线性，实现亚纳弧度角度测量。

主权项

1.一种基于激光干涉的低非线性角度测量装置，其特征在于，包括：双频激光光源、参考干涉信号单元、激光分束单元、第一测量干涉信号单元、第二测量干涉信号单元以及目标反射单元；/n所述双频激光光源用于发射一束经过声光调制或塞曼效应频率调制后的双频激光，所述双频激光包含两种频率分量，所述两种频率分量的偏振态相互正交；/n所述参考干涉信号单元用于确定所述两种频率分量的初始相位差；/n所述激光分束单元用于将所述双频激光按照频率分量分离成两路平行的激光，分别称为第一频率激光和第二频率激光；/n所述第一测量干涉信号单元用于接收第一频率激光，并接收由第二测量干涉信号单元反射的第二频率激光，所述第一频率激光透射部分被所述目标反射单元反射后再次回到第一测量干涉信号单元，与第二频率激光合束干涉，形成第一干涉信号；/n所述第二测量干涉信号单元用于接收第二频率激光，并接收由第一测量干涉信号单元反射的第一频率激光，所述第二频率激光透射部分被所述目标反射单元反射后再次回到第二测量干涉信号单元，与第一频率激光合束干涉，形成第二干涉信号；/n所述目标反射单元设置在被测物上，所述初始相位差和第一干涉信号可以用来确定与第一测量干涉信号单元正对的被测物测量点的第一位移，所述初始相位差和第二干涉信号可以用来确定与第二测量干涉信号单元正对的被测物测量点的第二位移，所述第一位移、第二位移以及第一测量干涉信号单元和第二测量干涉信号单元之间的距离可以用来确定被测物的偏航角。/n