[发明专利]基于数字锁相非线性校正的动态扫频干涉测距系统及方法

权利要求书

1.基于数字锁相非线性校正的动态扫频干涉测距系统，其特征在于：所述系统包括扫频干涉测距光路、运动测量光路、锁相环模块(24)、外腔式激光器(1)、可见激光器(5)、单频激光器(16)、1号光纤耦合器(15)、辅助干涉仪(2)、1号探测器(3)、数字分频(25)、数据采集卡(4)；

所述扫频干涉测距光路由2号光纤耦合器(6)，6号光纤耦合器(7)、7号光纤耦合器(8)、8号光纤耦合器(10)、偏振保持分束器PBS(9)、波分复用器WDM(11)、聚焦光学子系统(12)、1/4波片(13)以及平衡探测器(14)组成；

所述运动测量光路由3号光纤耦合器(17)、1号声光调制器(18)、2号声光调制器(19)、4号光纤耦合器(20)、5号光纤耦合器(21)、9号光纤耦合器(22)以及2号光电探测器(23)构成；

外腔式激光器(1)输出的激光入射至1号光纤耦合器(15)进行分路；

1号光纤耦合器(15)输出的1路光经辅助干涉仪(2)入射至1号探测器(3)，经1号探测器(3)后输出信号分别输入至数据采集卡(4)和经数字分频(25)入射至锁相环模块(24)；

辅助干涉仪(2)信号经数字分频(25)后为锁相提供锁相参考信号；

辅助干涉仪(2)信号作为数据采集卡(4)的外部时钟输入信号，控制数据采集卡(4)对1号探测器(3)、2号光电探测器(23)、平衡探测器(14)的信号进行采样；

1号光纤耦合器(15)输出的99路光入射至2号光纤耦合器(6)进行分路；

单频激光器(16)输出的激光入射至3号光纤耦合器(17)进行分路，3号光纤耦合器(17)输出的99路光经1号声光调制器(18)入射至4号光纤耦合器(20)进行分路，3号光纤耦合器(17)输出的1路光经2号声光调制器(19)入射至5号光纤耦合器(21)进行分路；

2号光纤耦合器(6)输出的99路光与4号光纤耦合器(20)输出的99路光经6号光纤耦合器(7)合束后入射至偏振保持分束器PBS(9)的A号端口，经偏振保持分束器PBS(9)的B号端口输出的光与可见激光器(5)输出的激光经波分复用器WDM(11)复用后，依次经光纤端面、聚焦光学子系统(12)和1/4波片(13)后入射至被测目标，经被测目标反射后返回至波分复用器WDM(11)，经波分复用器WDM(11)解复用后的光入射至偏振保持分束器PBS(9)的B号端口，再在偏振保持分束器PBS(9)的C号端口出射；

2号光纤耦合器(6)输出的1路光与5号光纤耦合器(21)输出的50路光经7号光纤耦合器(8)进行合束，7号光纤耦合器(8)合束后的光与偏振保持分束器PBS(9)的C号端口出射的光经8号光纤耦合器(10)合束后入射至平衡探测器(14)，平衡探测器(14)的输出信号输入至数据采集卡(4)；

4号光纤耦合器(20)输出的1路光与5号光纤耦合器(21)输出的50路光经9号光纤耦合器(22)合束后入射至2号光电探测器(23)，2号光电探测器(23)的输出信号直接作为被锁定信号同时输入给锁相环模块(24)和采集卡采集卡(4)；

经锁相环模块(24)输出的信号相位同步入射至2号声光调制器(19)，通过改变2号声光调制器(19)的移频量，使2号光电探测器(23)输出的信号与锁相参考信号相位相同。

2.根据权利要求1所述基于数字锁相非线性校正的动态扫频干涉测距系统，其特征在于：所述5号光纤耦合器(21)、6号光纤耦合器(7)、7号光纤耦合器(8)、8号光纤耦合器(10)、9号光纤耦合器(22)均为3dB耦合器。

3.根据权利要求2所述基于数字锁相非线性校正的动态扫频干涉测距系统，其特征在于：所述1号光纤耦合器(15)为1:99分路光纤耦合器。

4.根据权利要求3所述基于数字锁相非线性校正的动态扫频干涉测距系统，其特征在于：所述2号光纤耦合器(6)、3号光纤耦合器(17)、4号光纤耦合器(20)均为99:1分路光纤耦合器。