[发明专利]激光干涉仪接收器

说明书

本发明提供了一种激光干涉仪接收器，包括光电检测单元、I/V转换单元、多通道带通滤波单元、AGC单元、相位补偿单元、比较器、弱信号抑制单元和控制单元。本发明不仅能够提高测量精度和测量效率，还能够增加测量光路的通道数量，具有高信噪比。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种激光干涉仪接收器。

背景技术

双频激光干涉仪是利用光的干涉原理，以光波长为度量尺度进行位移测量的设备，它具备分辨率高，抗干扰能力强，可重复性好，大量程，高速度，非接触等优点，因此广泛应用于微电子制造，精密机床加工，坐标校准和定位等各种需要精确位移测量的高端领域。简单来说，用双频激光干涉仪测量位移的原理为：两束相干光在空间相遇，就可以产生干涉条纹，如果其中的一束光相位不变，通过检测干涉条纹的变化就可以检测出另一束光的相位变化，进而由相位变化计算出的反射镜的微小位移。

早期的或者应用于低精度领域的双频激光干涉仪的光纤准直器和光电接收器是在一起的，这就导致光电接收器散热对测量区域的空气产生扰动，引起测量误差。由此本领域中提出将激光干涉仪准直器和接收器分离的具体应用。

请参考图1，现有技术中的激光干涉仪接收器，包括光电检测单元101、电流/电压转换单元(I/V转换单元)102、0.1-10M固定带宽频率的带通滤波器103、自动增益控制(Automatic Generation Control，AGC)单元104、弱信号抑制单元105和比较器106。其工作原理如下：光电检测单元101(为光电二极管)接收干涉光信号并转换为电流信号，然后通过I/V转换单元102将电流信号转换为电压信号，该电压信号含有一定频率范围的噪声，经带通滤波器103滤波后将0.1-10M频率范围内的有效信号和噪音信号一并提取，经AGC单元104放大，弱信号抑制单元105根据放大后的信号幅值判断是否关闭比较器106，以决定是否输出频率信号。当通带与输入信号频率不匹配时，后级接收到的为低幅值的噪声，此时由弱信号抑制单元105关闭比较器106，不输出频率信号；当通带与输入信号频率匹配时，弱信号抑制单元105打开比较器106，使其输出频率信号f。

该激光干涉仪接收器，其缺点在于，带通滤波器的带宽频率范围过宽，导致包含的噪声信号较大，使信噪比降低，同时带通滤波器为一个，则测量光路的通道单一，不能实现多通道的复用功能，由此造成了测量效率和测量精度降低的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光干涉仪接收器，以提高光源通道的测量效率和测量精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种激光干涉仪接收器，包括光电检测单元，用于检测激光干涉仪发出的干涉光信号并转换为模拟电流信号；

I/V转换单元，用于将所述光电检测单元转换的模拟电流信号转换为模拟电压信号；

多通道带通滤波单元，用于在可接收的频率带宽内选择较窄频率范围的子频率带宽的某一通道，以对所述I/V转换单元输出的模拟电压信号进行带通滤波；

AGC单元，用于对多通道带通滤波单元带通滤波后的模拟电压信号进行放大；

相位补偿单元，用于对多通道带通滤波单元带通滤波后的模拟电压信号造成的相位偏移进行补偿；

比较器，用于将相位补偿单元补偿后的模拟电压信号与预设值进行比较，当相位补偿单元补偿后的模拟电压信号大于预设值时，比较器输出高电平；当相位补偿单元补偿后的模拟电压信号小于预设值时，比较器输出低电平，以将比较器输出的模拟电压信号转换为数字电压信号；

弱信号抑制单元，用于根据AGC单元放大后的模拟电压信号的幅值判断是否关闭比较器的输出；