基于二次偏振調(diào)制測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、長(zhǎng)度測(cè)量作為許多基礎(chǔ)物理量測(cè)量中一個(gè)非常重要的部分，已經(jīng)成為眾多精密儀器相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究者們一個(gè)很關(guān)注的課題。大量程、高精度的絕對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量技術(shù)對(duì)于許多科技領(lǐng)域的發(fā)展都具有重要的意義。不僅可以提高大型設(shè)備、科學(xué)儀器的制造、裝配水平，對(duì)于促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高科學(xué)研究的水平也發(fā)揮著很重要的作用。同時(shí)，作為基礎(chǔ)測(cè)量物理量，其測(cè)量精度的提高也會(huì)相應(yīng)地提高很多相關(guān)測(cè)量的精度，在地學(xué)、深空探測(cè)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。而該技術(shù)的發(fā)展對(duì)于國(guó)家

2、的諸多重大需求來(lái)講，尤為重要。
　　本文主要針對(duì)目前激光測(cè)距技術(shù)中，相位法激光測(cè)距技術(shù)常見(jiàn)的鑒相精度以及模糊距離的問(wèn)題，提出了一種干涉鑒相、連續(xù)波掃頻的測(cè)距方法——基于二次偏振調(diào)制激光測(cè)距系統(tǒng)。該測(cè)距系統(tǒng)通過(guò)偏振分束器實(shí)現(xiàn)激光束的起偏與檢偏，將與距離相關(guān)的相位信息加載到偏振光x軸、y軸分量的相位差上，在偏振分束器上將x軸與y軸偏振光分量干涉，對(duì)相位差信息進(jìn)行解調(diào)，該過(guò)程類(lèi)似于模擬鑒相技術(shù)中的混頻作用，最終將與相位差信息對(duì)應(yīng)的直流分

3、量通過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)鑒相過(guò)程。針對(duì)模糊距離的問(wèn)題，采用小步進(jìn)改變調(diào)制頻率掃頻的方法，對(duì)比不同調(diào)制頻率下干涉解調(diào)鑒相得到的信號(hào)強(qiáng)度，尋找兩個(gè)相鄰的信號(hào)強(qiáng)度最小的采樣點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的調(diào)制頻率值剛好滿足條件：測(cè)量距離為其波長(zhǎng)整數(shù)倍，通過(guò)公式計(jì)算即可得到測(cè)量的距離值。該方法能夠簡(jiǎn)化傳統(tǒng)相位測(cè)距中的鑒相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減小了附加相移噪聲，同時(shí)解決了模糊距離的問(wèn)題，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其測(cè)距精度能夠達(dá)到10-6。
　　在這一測(cè)距系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，本