[发明专利]一种飞秒激光频率梳脉冲啁啾干涉测距方法及测距系统

权利要求书

1.一种飞秒激光频率梳脉冲啁啾干涉测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、设置一包括有飞秒激光频率梳(10)和迈克尔逊干涉系统(20)的飞秒激光频率梳啁啾脉冲干涉测距系统，所述迈克尔逊干涉系统(20)包括分束器(21)、第一反射镜(22)、第一光栅(23)、第二光栅(24)和第二反射镜(25)，所述第一光栅(23)和第二光栅(24)构成一对衍射光栅；经所述第一反射镜(22)反射回到所述分束器(21)的光脉冲为测量臂光脉冲，经所述第二反射镜(25)反射并依次经所述第二光栅(24)、第一光栅(23)返回到所述分束器(21)的光脉冲为参考臂光脉冲；

步骤二、将所述第一反射镜(22)放置在测量臂长与参考臂长相等的位置处或者是测量臂长与参考臂长相差为整数倍的半个相邻脉冲间隔，并微调所述第一反射镜(22)的位置，使得参考臂光脉冲和测量臂光脉冲干涉并被一光谱仪(30)探测接收和显示；

假设：此时状态标记为状态I，状态I光谱最宽条纹的位置为f₁，角频率为w₁，重复频率为f_rep，相邻脉冲间隔为L_pp＝c/(n_gf_rep)，其中c为真空光速，n_g为空气中脉冲的群折射率；

步骤三、将所述第一反射镜(22)放置在测量范围之内的待测位置处，将所述第一反射镜(22)的该位置和上述状态I位置之间的距离记为被测距离L，将此状态标记为状态II，状态II光谱最宽条纹的位置为f₂，角频率为w₂；

步骤四、计算被测距离L：

L=12·(N·Lpp+c2ngb·(ω2-ω1))=12·cng·(Nfrep+π·(f2-f1)b)---(1)]]>

式(1)中，b是光脉冲的中心频率啁啾系数，n_g为空气中脉冲的群折射率，N是被测距离包含的L_pp整数倍数；对飞秒激光频率梳啁啾脉冲干涉测距系统进行距离标定，得到最宽条纹对应频率变化每THz代表的位移量，式(1)改写为：

L=12·(N·Lpp+fshift·LpTHz)---(2)]]>

式(2)中，每THz代表的位移量表示为L_pTHz＝L_c/f_shift，f_shift＝f₂-f₁，L_c是第一反射镜(22)移动的一固定长度，与此同时最宽条纹也在光谱范围内移动，测量最宽条纹的移动量f_shift。