[发明专利]一种基于激光多普勒效应的外差干涉式测振仪

权利要求书

1.一种基于激光多普勒效应的外差干涉式测振仪，包括光源组件、干涉光路组件和信号处理组件，其特征在于：

光源组件由双频激光光源(1)、偏振分光棱镜(2)、反射镜(3)和起偏器(4)组成；所述偏振分光棱镜(2)位于双频激光光源(1)的光路上，将双频激光光源发出的光束分为两束频率不同、振动方向垂直的线偏振光；所述反射镜(3)位于其中一束线偏振光的光路上，用于将该束线偏振光的传播方向调整为与另一束线偏振光的传播方向平行；所述起偏器(4)位于传播方向平行的两束线偏振光的光路上，用于将两束线偏振光的振动方向调整成相同；

干涉光路组件由非偏振分光棱镜(5)、直角棱镜(6)和曲面棱镜(7)组成；所述非偏振分光棱镜(5)位于光源组件中的起偏器(4)的光路上，用于将来自起偏器且垂直入射到其表面非中心位置的两束平行线偏振光分成两束反射光和两束透射光，所述反射光为参考光，所述透射光为信号光；所述直角棱镜(6)位于两束参考光的光路上，用于将进入直角棱镜的两束参考光反射回非偏振分光棱镜(5)，并且使非偏振分光棱镜(5)发射出的参考光与直角棱镜反射回非偏振分光棱镜的参考光不共光路；所述曲面棱镜(7)位于两束信号光的光路上，用于将进入曲面棱镜的两束信号光的相对位置对换后再反射回非偏振分光棱镜(5)，并且使非偏振分光棱镜(5)发射出的信号光与从曲面棱镜反射回非偏振分光棱镜的信号光不共光路；在非偏振分光棱镜(5)中，从直角棱镜反射回非偏振分光棱镜的参考光与从曲面棱镜反射回非偏振分光棱镜的信号光发生干涉，形成两束干涉光；

信号处理组件用于接收来自干涉光路组件中非偏振分光棱镜(5)发射出的两束干涉光，并将干涉光信号转换成电压信号进行处理，得到被测振动物体的振动信息。

2.根据权利要求1所述基于激光多普勒效应的外差干涉式测振仪，其特征在于所述偏振分光棱镜(2)、非偏振分光棱镜(5)均为单波长分光棱镜。

3.根据权利要求1或2所述基于激光多普勒效应的外差干涉式测振仪，其特征在于所述起偏器(4)为线偏振片。

4.根据权利要求1或2所述基于激光多普勒效应的外差干涉式测振仪，其特征在于所述的反射镜(3)为单波长介质膜高反射镜。

5.根据权利要求3所述基于激光多普勒效应的外差干涉式测振仪，其特征在于所述的反射镜(3)为单波长介质膜高反射镜。

6.根据权利要求1或2所述基于激光多普勒效应的外差干涉式测振仪，其特征在于所述信号处理组件包括：

第一光电探测器(8)和第二光电探测器(9)，用于分别接收两束干涉光并将两束干涉光信号分别转换成电压信号；

鉴频器(10)，用于检测来自第一光电探测器(8)和第二光电探测器(9)的两组电压信号的相位差并将所述相位差的变化转化为合成电压幅值的变化及输出合成电压信号；

低通滤波器(11)，用于滤除来自鉴频器的电压信号中的高频噪声；

A/D转换器(12)，用于将滤除高频噪声后的模拟电压信号转化为数字信号；

计算机系统(13)，用于数字信号的处理；

所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端与鉴频器的输入端连接，鉴频器的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器的输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与计算机系统连接。

7.根据权利要求3所述基于激光多普勒效应的外差干涉式测振仪，其特征在于所述信号处理组件包括：

第一光电探测器(8)和第二光电探测器(9)，用于分别接收两束干涉光并将两束干涉光信号分别转换成电压信号；

鉴频器(10)，用于检测来自第一光电探测器(8)和第二光电探测器(9)的两组电压信号的相位差并将所述相位差的变化转化为合成电压幅值的变化及输出合成电压信号；

低通滤波器(11)，用于滤除来自鉴频器的电压信号中的高频噪声；

A/D转换器(12)，用于将滤除高频噪声后的模拟电压信号转化为数字信号；

计算机系统(13)，用于数字信号的处理；

所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端与鉴频器的输入端连接，鉴频器的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器的输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与计算机系统连接。