[发明专利]傅立叶光谱仪中平面动镜倾斜角的大范围测角方法

摘要

本发明公开了一种傅立叶光谱仪中平面动镜倾斜角的大范围测角方法，它用于动镜为平面镜的傅立叶光谱仪中，为动态校准控制提供精确的反馈量。本发明通过实时反演各参考激光探测元信号的相位延迟，测量动镜的倾斜角度。对两对正交信号I_a，I_a′和I_b，I_b′高速连续同步触发采样，计算得出实时直流分量参数和交流分量的幅值参数分别作为数字滤直的参数和归一化参数。采样信号数字滤直和归一化处理后得到单位圆上两点(I_a′，I_a′′)和(I_b′，I_b′′)。计算两点的相位，并限制在[0，2π)内，进而得到相位差。通过合理设置阈值对相位差进行调整。最后根据相位差与动镜倾角的关系，计算动镜的倾斜量。这种方法可以实现全程高精密大范围测量动镜倾角。

主权项

1.一种傅立叶光谱仪中平面动镜倾斜角的大范围测角方法，它特征在于：它包括以下步骤：1)设置AD的采样频率足够大保证采样得到的信号最大值和最小值在误差允许范围之内，对来自探测元的四路信号I_a(t)、I_a’(t)、I_b(t)、I_b’(t)进行实时连续同步触发采样；其中：I_a(t)是来自第一探测器(8)中探测单元a的信号；   　 I_a’(t)是来自第二探测器(9)中探测单元a’的信号；      I_b(t)是来自第一探测器(8)中探测单元b的信号；      I_b’(t)是来自第一探测器(9)中探测单元b’的信号；2)对所采得的信号实时分析，分别求得上述四路信号的单个周期内的最大值V_imax和最小值V_imin，并随动镜位移的改变实时更新V_imax和V_imin(i＝a，a’，b，b’)；3)分别按公式(1)求得上述四路信号的实时直流分量参数V_id和实时交流分量幅值参数V_ts；Vid=Vimax+Vimin2Vis=Vimax-Vimin2(i=a,a,,b,b,)---(1)]]>Vis=Vimax-Vimin2]]>4)利用实时直流分量参数和交流分量幅值参数对当前时刻四路信号的采样数据进行滤除直流分量和归一化处理后得到单位圆上的两点(I_a′，I_a′)和(I_b′，I_b′)；5)判断(I_a′，I_a′)和(I_b′，I_b′)所在象限，并用I_a′和I_a′值在中的一个进行相应的三角反演，结合所在的象限信息，得到点(I_a′，I_a′)的相位θ_a′；同样对I_b′，I_b′值在中的一个进行相应的三角反演，结合所在的象限信息，求得点(I_b′，I_b′)的相位θ_b′，θ_a′和θ_b′均限制在[0，2π)内；6)将θ_a′和θ_b′作差得到Δ_θ＝2Δθ(α)，设置阈值φ，φ的取值为π；判断Δ_θ跟上一时刻Δ_θ′差是否小于φ，其中Δ_θ′初始值设置为0，如果差值不小于φ则：Δ_θ＝Δ_θ-2π循环这一过程直至Δ_θ跟Δ_θ′的差小于φ；如果差值小于φ，则判断Δ_θ跟上一时刻Δ_θ′的差是否大于-φ，如果差值不大于-φ则：Δ_θ＝Δ_θ+2π循环这一过程直至Δ_θ跟Δ_θ′的差大于-φ，将Δ_θ赋值给Δ_θ′，用于下一次测量的比较；7)用式Δθ=2*4πλθtilt*d]]>求得动镜的倾斜量θ_tilt，并触发下次测量，其中d为第一探测器(8)中探测元a和探测元a’或第二探测器(9)中探测元b和探测元b’之间的间距。