[实用新型]一种用于激光测速仪的微分探测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及种微分探测设备，特别涉及一种用于激光测速仪的微分 探测系统。

背景技术

传统的激光测速仪都是采用单个探测器构成普通外差探测系统，这种光 外差探测技术不仅具有探测能力强、转换增益高、滤波性能好、稳定性高等 特点，还能探测信号的振幅、强度、相位等信息，被广泛应用于微弱信号的 检测领域。但是这种普通外差探测系统存在如下缺陷：(1)激光测速仪的灵 敏度不够高，中远距离测量信号差，丢失信号严重，这使普通外差探测系统 在某些领域不能满足对探测精度和灵敏度的要求；(2)激光光能的利用率 低，造成能量浪费，且噪声大；(3)对激光测速仪中光源功率大小及其稳定 性要求高，成本大大提高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在在于提供一种用于激光测速仪的微分 探测系统，通过该微分探测系统来提高探测的精度、灵敏度以及探测的距离。

本实用新型是这样实现的：一种用于激光测速仪的微分探测系统，包括 激光器、第一分束镜、第二分束镜、第三分束镜、斩波器、第一反射镜、第 二反射镜、第一探测器、第二探测器以及差分放大器；所述激光器为全固态 连续激光器，激光器的单频输出波长为532nm的绿光；

所述第一分束镜设置在所述激光器的前端，所述激光器发出的光束传输 至所述第一分束镜后分成第一透射光和第一反射光两路光；所述第一透射光 传输至所述第一反射镜，并经过该第一反射镜反射后传输至所述第三分束镜 形成参考光，所述第一反射镜与第三分束镜之间设置有一用于调节参考光功 率的衰减片；所述第一反射光传输至所述第二分束镜后分成第二透射光和第 二反射光两路光，其中，所述第二反射光为无效光；所述第二透射光传输至 所述斩波器后返回携带有速度信息的散射光，该散射光传输至所述第二分束 镜后分成第三透射光和第三反射光两路光，其中，所述第三透射光为无效光； 所述第三反射光传输至所述第三分束镜形成信号光；

参考光经过所述第三分束镜后分成第四透射光和第四反射光两路光，信 号光经过所述第三分束镜后分成第五透射光和第五反射光两路光，其中，所 述第四反射光与第五透射光传输至所述第一探测器的输入端；所述第四透射 光与第五反射光传输至所述第二反射镜，并经过该第二反射镜反射后传输至 所述第二探测器的输入端；

所述第一探测器的输出端与所述差分放大器的一个输入端连接，所述第 二探测器与所述差分放大器的另一个输入端连接。

进一步地，第一分束镜、第二分束镜以及第三分束镜的分束比均为 50:50，吸收率均为0。

本实用新型的优点在于：

1、充分利用了激光的光能量，提高了激光测速仪的探测灵敏度和测量 精度，使其在中远距离测量领域变得容易实现；同时光源功率的波动也不会 影响测量精度和灵敏度，这使得测速系统对光源功率稳定性的要求大大降 低；

2、将本申请微分探测系统应用于激光多普勒测速仪中，可进一步提高 激光多普勒测速仪的灵敏度；

3、差分放大器差分所得的电信号实现了输出信号中交流信号的幅值加 倍，直流信号被消除，既放大了包含物体运动信息的中频电流，又大大抑制 了探测器的散粒噪声和放大电路的噪声，可以减少噪声对信号造成的干扰， 有效提高测量精度。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本发明用于激光测速仪的微分探测系统的光路原理图。

具体实施方式

请参照图1所示，一种用于激光测速仪的微分探测系统，通过将该微分 探测系统应用到激光多普勒测速系统中，可以测量斩波器上任意一点切向运 动的速度。所述微分探测系统包括激光器1、第一分束镜2、第一反射镜3、 衰减片4、第二分束5、斩波器6、第三分束镜7、第二反射镜8、第一探测 器91、第二探测器92以及差分放大器10；所述激光器1为全固态连续激光 器，激光器1的单频输出波长为532nm的绿光，该激光器1不仅具有低相 位噪声、线性度好等优点，且具有良好的偏振特性；所述第一探测器91和 第二探测器92参数完全相同。

所述第一分束镜2、第二分束镜5以及第三分束镜7的分束比均为50:50， 吸收率均为0。根据已知的光学知识，光束经过分束镜后，其透射光与反射 光存在有如下关系：