[发明专利]干涉相位比较法绝对距离测量系统

摘要

本发明公开了一种基于干涉相位比较法的高精度绝对距离测量系统，属于精密测量技术领域。该系统相当于传统频率扫描干涉法绝对距离测量系统的改进，由单个频率可调谐外腔激光器，三路光外差干涉仪，相位测量比较系统组成。使用单个频率可调谐外腔激光器进行激光频率扫描，激光频率扫描过程中采用三路光外差干涉仪同时得到参考干涉臂，测量干涉臂，标定干涉臂上的外差干涉信号，然后使用相位测量比较系统提取扫频过程中的标定干涉臂和测量干涉臂上的干涉相位漂移量，干涉相位漂移量和干涉臂的光程差成正比，因此可通过比较这两路干涉臂上的干涉相位漂移量测得绝对距离。该系统由于采用了三路光外差干涉仪和相位比较测量系统，和传统频率扫描绝对距离测量系统相比，无需测量空气折射率，该系统可以克服频率漂移，且避免了测量激光频率的扫描范围，因此无需使用法布里泊罗腔等频率标定器件；测量速度快，系统结构简单，精度高，在几十米范围能达到亚毫米精度，适用于形貌测量，三维跟踪控制以及长距离应用领域。

主权项

一种基于干涉相位比较法的绝对距离测量系统，其特征在于：使用相位比较法实现绝对距离测量。该系统由单个频率可调谐外腔激光器，三路光外差干涉仪，相位测量比较系统组成。使用单个频率可调谐外腔激光器进行大范围无模跳激光频率扫描，扫描范围在几十GHz至上百GHz；频率扫描过程中采用三路光外差干涉仪同时得到参考干涉臂，测量干涉臂，标定干涉臂上的外差干涉信号，然后使用相位测量比较系统提取扫频过程中的标定干涉臂和测量干涉臂上的干涉相位漂移量，干涉相位漂移量和干涉臂的光程差成正比，因此可通过比较这两路干涉臂上的干涉相位漂移量测得绝对距离。