[发明专利]多光束激光外差测量距离的装置及采用该装置测量杨氏模量的方法

摘要

多光束激光外差测量距离的装置及采用该装置测量杨氏模量的方法，涉及测试技术领域。本发明解决现有传统的外差干涉法存在的只能够得到单一的待测参数值的问题。本发明是基于激光外差技术和多普勒效应实现的，所述装置通过在光路中引入振镜，使不同时刻入射的光信号附加了一个光频，这样经过薄玻璃板的反射光和平面反射镜多次反射的光在满足干涉的条件下，产生多光束外差干涉信号，从而将待测信息成功地调制在中频外差信号的频率差中。所述方法在频域同时得到了包含金属长度变化量的信息的多个频率值，信号解调后得到多个长度变化量，通过加权平均可以得到精确的样品长度随温度的变化量。以碳钢丝为例进行仿真实验，杨氏模量测量的相对误差仅为0.3％。

主权项

多光束激光外差测量距离的装置，其特征在于，它由H0固体激光器(3)、平面反射镜(12)、四分之一波片(5)、振镜(6)、振镜驱动电源、偏振分束镜(4)、会聚透镜(10)、薄玻璃板(11)、光电探测器(7)和信号处理系统组成，振镜驱动电源用于驱动振镜(6)振动；薄玻璃板(11)位置固定，该薄玻璃板(11)的一侧距离d处设置一块平面反射镜(12)，所述薄玻璃板(11)与平面反射镜(12)的反射面相对、且相互平行，H0固体激光器(3)、四分之一波片(5)、振镜(6)、偏振分束镜(4)、会聚透镜(10)、光电探测器(7)均位于薄玻璃板(11)的下方，所述H0固体激光器(3)发射激光束至偏振分束镜(4)的前表面，经该偏振分束镜(4)的反射光束经四分之一波片(5)透射之后发射到振镜(6)的入射面，经振镜(6)反射后的反射光束再次经四分之一波片(5)透射之后发射至偏振分束镜(4)，经该偏振分束镜(4)透射之后入射至薄玻璃板(11)，该透射光束在该薄玻璃板(11)的入射面的入射角θ0小于90且大于等于0度；该透射光经该薄玻璃板(11)形成反射光束和透射光束，所述透光束经平面反射镜(12)折射的折射光束再次经薄玻璃板(11)透射之后入射至会聚透镜(10)，所述反射光束也入射至会聚透镜(10)，会聚透镜(10)将入射光束聚焦至光电探测器(7)的光敏面上，光电探测器(7)输出电信号给信号处理系统。