[发明专利]基于光路补偿的激光外差干涉测量方法与装置

权利要求书

1.一种基于光路补偿的激光外差干涉测量方法，其特征在于该方法步骤如 下：

(1)稳频激光器输出两束频率分别为f₁、f₂的平行光束；

(2)两平行光束的一部分直接经探测后转换为激光外差干涉测量的参考信 号，其频差值为f_b＝f₁-f₂，表示为I_r∝cos(2πf_bt)；

(3)两束平行光束的另一部分被分光镜分为两部分，反射部分作为参考光 束，透射部分作为测量光束；

(4)参考光束中，频率分别为f₁、f₂的两参考光束经反射棱镜及参考棱镜反 射后，返回分光镜；

(5)测量光束中，频率分别为f₁、f₂的两光束被偏振分光镜透射，然后经四 分之一波片和平面反射镜作用后返回偏振分光镜，此时测量光束的偏振方向旋转 了90°，被偏振分光镜反射，然后再被测量棱镜反射回偏振分光镜，经偏振分光 镜反射后，再次经四分之一波片和平面反射镜作用返回偏振分光镜，此时测量光 束的偏振方向又旋转了90°，被偏振分光镜透射返回分光镜；

(6)通过调节参考棱镜和测量棱镜使得频率为f₁的测量光束与频率为f₂的 参考光束进行干涉，产生一路测量信号，表示为I_m1∝cos[2π(f_b+Δf)t]；频率为f₂的测量光束与频率为f₁的参考光束进行干涉，产生另一路测量信号，表示为I_m2∝cos[2π(f_b-Δf)t]，两测量信号具有大小相同、符号相反的多普勒频移，其频率 分别为f_b+Δf和f_b-Δf；

(7)两测量信号经光电探测器探测后分别送入两个相同的相位计A和相位 计B，其中，相位计A用于处理频率为f_b+Δf的测量信号，相位计B用于处理 频率为f_b-Δf的测量信号；

(8)根据被测目标端平面反射镜的运动方向和运动速度，使用开关电路在 相位计A和相位计B之间进行选择；

(9)根据所选择的相位计A或者相位计B对被测目标的位移进行计算。

2.根据权利要求1所述的基于光路补偿的激光外差干涉测量方法，其特征 在于稳频激光器输出的两平行光束为水平线偏振光或垂直线偏振光。

3.根据权利要求1所述的基于光路补偿的激光外差干涉测量方法，其特征 在于使用开关电路进行选择时，当被测量目标正向运动速度高于设定值V₁时， 选择相位计B；当被测量目标负向运动速度高于设定值V₂时，选择相位计A； 其中，设被测量目标端的平面反射镜远离偏振分光镜的方向为正方向。