[发明专利]一种实时正交的激光自混合干涉位移测量仪及位移重构方法

权利要求书

1.一种实时正交的激光自混合干涉位移测量仪的位移重构方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：打开驱动电源，启动He-Ne激光器，He-Ne激光器发射出一束平行光，激光经过2°劈尖后，照射到待测目标体表面，被待测目标体反射，返回He-Ne激光器的谐振腔内，并与谐振腔内的光发生自混合干涉；

步骤2：He-Ne激光器背向的包含有光澜的第一光电传感器，采集到一路自混合干涉信号其中：L为He-Ne激光器前端面到目标的表面的距离，L_w为激光照射到2°劈尖时，中心光束通过2°劈尖时的几何距离，D(t)为待测目标体的位移，λ_F为激光光波长；

步骤3：同时，He-Ne激光器发出的光，照射到2°劈尖，被2°劈尖部分反射，部分反射光由He-Ne激光器前向的包含有光澜的第二光电传感器采集，采集到一路自混合干涉信号其中：θ为2°，r为含有光澜的第二光电传感器的光澜中心与激光光束光斑中心的距离；

步骤4：将P₁(t)与P₂(t)通过采集卡采集到PC机，信号表示为P₁(n)与P₂(n)两路信号构成Lissajous图形，调节包含有光澜的第二光电传感器的位置，使得满足P₁(n)与P₂(n)相位差为/其中m为0，1，2，3…，通过计算机自动判断两路信号构成Lissajous图形是否为一个正圆，当为一个正圆，表示P₁(n)与P₂(n)正交；

步骤5：将正交的两路信号相除，并进行四限象反正切处理，得到相位信号x_F(n)＝atan2(P₁(n)/P₂(n))；

步骤6：令Ux_F(n)＝x_F(n)，i＝1；

步骤7：如果x_F(i+1)-x_F(i)π，则Ux_F(i+1:n)＝Ux_F(i+1:n)+2π；如果x_F(i+1)-x_F(i)-π，则Ux_F(i+1:n)＝Ux_F(i+1:n)-2π；

步骤8：i＝i+1；如果in，则执行步骤7，否则对得到的Ux_F(n)乘以-λ_F/4π，得到目标的位移为D(n)＝Ux_F(n)×(-λ_F/4π)。

2.根据权利要求1所述的一种实时正交的激光自混合干涉位移测量仪的位移重构方法，其特征在于：实时正交的激光自混合干涉位移测量仪包括：沿着光路方向依次设置的：一个He-Ne激光器、一个2°的劈尖、各一个包含有光澜的第一光电传感器和第二光电传感器、待测目标体；

所述第一光电传感器和所述第二光电传感器之间连接有采集卡，并所述采集卡与计算机相互连接，且所述计算机和所述待测目标体之间连接有待测目标驱动器；

2°的所述劈尖与光传播方向成45°放置；包含有光澜的所述第一光电传感器采集所述He-Ne激光器背向的自混合干涉信号；包含有光澜的所述第二光电传感器采集所述He-Ne激光器前向的自混合干涉信号；

包含有光澜的所述第一光电传感器放置在距离光斑中心r处，使得包含有光澜的所述第一光电传感器和包含有光澜的所述第二光电传感器采集到的自混合干涉信号相位差为90°，构成一对正交自混合干涉信号。