CN107121071B - 二维位移测量装置及测量方法 - Google Patents
二维位移测量装置及测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107121071B CN107121071B CN201710277410.4A CN201710277410A CN107121071B CN 107121071 B CN107121071 B CN 107121071B CN 201710277410 A CN201710277410 A CN 201710277410A CN 107121071 B CN107121071 B CN 107121071B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- light
- shift frequency
- light beam
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 230000018199 S phase Effects 0.000 claims 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及一种二维位移测量装置,包括:激光器,用于输出偏振激光;分光移频模块,用于将偏振激光进行分光并实现差动移频,形成至少两束光,且两束光频率不同;汇聚模块,用于对至少两束光进行汇聚后入射至待测目标上,且两束光在待测目标上相交,并接收被待测目标散射返回的激光,使返回的激光进入激光器,以对激光器的输出激光的光强进行调制;信号检测模块,用于对激光器输出激光的光强进行检测并转换为电信号;信号处理模块,与所述信号检测模块连接,用于对信号检测模块输出的电信号进行处理及计算,获得离面位移及面内位移。本发明还提供一种位移测量方法。本发明提供的二维位移测量装置及方法测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种位移测量装置及测量方法,尤其涉及一种二维位移测量装置及测量方法,属于激光测量领域。
背景技术
激光回馈效应是在激光系统中,激光器输出光被外部物体反射或散射后,部分光回到激光器内与腔内光混合后引起的激光器的输出特性变化的现象。基于激光回馈效应的激光移频回馈技术除了具有结构简单,非接触、无损检测等优点外,还具有灵敏度高,可对粗糙表面进行测量的特点。目前,激光回馈技术已经被应用于精密位移测量、速度测量、形貌测量、振动测量、位相延迟测量等领域。
传统的离面位移和面内位移测量技术主要有电子散斑干涉、数字散斑干涉,时间序列散斑法和光栅莫尔条纹法。但是,无论是电子散斑干涉,还是数字散斑干涉,都要求物体的位移量必须大于单个散斑的尺寸,而散斑尺寸一般为微米级,因此这种方法测量的精度只能达到1微米左右,而且也无法进行动态实时测量。而时间序列散斑法,通过拍摄物体位移过程的一系列图样可以实现动态测量,但该方法的测量精度同样不高,而且当物体位移量超过5λ,就难以准确测量。光栅莫尔条纹法要求在物体表面复制光栅,在非接触测量的情况下较难应用。
传统的离面位移和面内位移测量方法各有特点,但是难以实现非接触情况下的高分辨率的测量。
发明内容
综上所述,确有必要提供一种能够在非接触情况下能够精确测量二维位移测量的装置及方法。
一种二维位移测量装置,其中,所述二维位移测量装置包括:
激光器,用于输出偏振激光;
分光移频模块,设置于从激光器出射的偏振激光的光路上,用于将偏振激光进行分光并实现差动移频,形成至少两束光,且两束光频率不同;
汇聚模块,设置于从分光移频模块出射的至少两束光的光路上,用于对至少两束光进行汇聚后入射至待测目标上,且两束光在待测目标上相交,并接收被待测目标散射返回的激光,使返回的激光进入激光器,以对激光器的输出激光的光强进行调制;
信号检测模块,设置于从激光器出射的偏振激光的光路上,用于对激光器输出激光的光强进行检测并转换为电信号;
信号处理模块,与所述信号检测模块连接,用于对信号检测模块输出的电信号进行预处理及同步相位解调,并对解调出的相位进行数据进行处理及计算,获得离面位移及面内位移。
上述二维位移测量装置,基于激光移频回馈原理的基础上,通过形成三束不同频率的光束进入激光器中用于测量二维位移,提高了测量的精度和测量的范围,具有非接触、高分辨率等特点。
在其中一个实施例中,所述分光移频模块包括移频单元,所述移频单元用于对入射到分光移频模块的激光进行差动移频,形成频率不同的至少两束光。
在其中一个实施例中,所述分光移频模块还包括分光单元,所述分光单元用于对入射到分光移频模块的激光进行分光后,入射到移频单元。
在其中一个实施例中,所述分光单元用于将入射的激光分为透射光及反射光,所述分光移频模块设置于透射光的光路上,用于对透射光移频后入射到待测目标表面,所反射光未经移频入射到待测目标表面。
在其中一个实施例中,进入移频单元的激光经过所述移频单元分为零级光及移频光,所述零级光及移频光经过汇聚模块汇聚后入射到待测目标表面。
一种利用上述任意一项所述的二维位移测量装置测量位移的方法,其中,所述方法包括:
调整二维位移测量装置,使位移装置出射的第一光束I1、第二光束I2形成的交点位于待测目标表面;
使第一光束I1沿第二光束I2的入射光路返回激光器,以及第二光束I2沿光束I1的入射光路返回激光器中,返回激光器的所述第一光束I1及第二光束I2被分光移频模块移频,作为第一测量回馈信号f1;使第一光束I1沿第一光束I1的入射光路返回激光器,作为第三光束I3,所述第三光束I3被分光移频模块移频,作为第二测量回馈信号f2;
获取待测目标移动引起的第一测量回馈信号f1的相位变化及第二测量回馈信号f2的相位变化
根据相位变化和计算获得待测目标的离面位移和面内位移。
上述位移测量方法,基于激光移频回馈原理的基础上,通过形成三束不同频率的光束进入激光器中用于测量二维位移,提高了测量的精度和测量的范围,具有非接触、高分辨率等特点。
在其中一个实施例中,所述移频单元包括第一移频器及第二移频器,所述第一移频器的移频量为ω1,所述第二移频器的移频量为ω2,则所述第一测量回馈信号f1为ω1-ω2,所述第二测量回馈信号f2的移频量为2(|ω1-ω2|)。
在其中一个实施例中,所述第一光束I1和第二光束I2以相同的入射角入射到待测目标表面。
在其中一个实施例中,所述第一测量回馈信号f1使激光器输出强度变化为:
第二测量回馈信号f2使激光器输出强度变化为:
上两式中,I为微片激光器的稳态输出功率;G为激光器对回馈光的放大倍数;κ为光的回馈系数;分别为第一测量回馈信号f1及第二测量回馈信号f2的固定相位偏移。
在其中一个实施例中,通过和计算得到离面位移和面内位移信息:
离面位移:面内位移:
其中,λ为激光器输出光波长,L为待测目标离面位移和面内位移的合位移:θ1为光束I1与待测目标运动方向的夹角;θ为光束I1、I2之间的夹角。
上述二维位移测量方法,基于激光移频回馈原理的基础上,通过形成三束不同频率的光束进入激光器中用于测量二维位移,提高了测量的精度和测量的范围,具有非接触、高分辨率等特点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的二维位移测量装置的结构示意图;
图2为本发明另一实施例提供的二维位移测量装置中移频单元的结构示意图;
图3为本发明另一实施例提供的二维位移测量装置中移频单元的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的位移测量方法的流程示意图。
主要元件符号说明
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
可以理解,本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
请一并参阅图1,本发明提供的二维位移测量装置100包括激光器1、信号检测模块2、分光移频模块4、汇聚模块5及信号处理模块6。
该激光器1用于输出偏振激光,模式可为基横模和单纵模;信号检测模块2 设置于从激光器1出射的偏振激光的光路上,用于对激光器1输出激光的光强进行检测并转换为电信号;信号处理模块6,与所述信号检测模块2连接,用于对信号检测模块2输出的电信号进行处理及计算,获得离面位移及面内位移;该分光移频模块4设置于从激光器1出射的偏振激光的光路上,将偏振激光进行分光并实现差动移频,形成至少两束光I1、I2用于测量,且两束光I1、I2频率不同;该汇聚模块5,设置于从分光移频模块出射的两束光I1、I2的光路上,用于对两束光I1、I2汇聚至待测目标7上的一点,且接收被待测目标7散射的I1、 I2光,使从待测目标返回的两束光I1、I2沿不同于入射光路的光路返回激光器1,且两束光I1、I2中的至少一束光经过待测目标7散射后,沿入射光路返回激光器 1,形成光束I3;光束I1、I2、I3的频率不同。
具体地,该激光器1可为固体激光器、光纤激光器或半导体激光器,该激光器1输出偏振光,且输出模式可为基横模和单纵模。该激光器1可为单端出光或两端出光。
该信号检测模块2可包括第一分光镜21及光电探测器22,该第一分光镜 21设置在从激光器1出射的激光的光路上,用于对激光器1出射的激光进行分光,形成反射光及透射光;该光电探测器22可设置于从第一分光镜21反射的光路上,对第一分光镜21反射的光强信号进行探测,并转换为电信号。
另外,当所述激光器1为两端出光时,该信号检测模块2与分光移频模块5 可分别设置于激光器1的两端,此时该信号检测模块2可无需第一分光镜21,该光电探测器22直接设置于从激光器1出射的激光的光路上,用以探测从激光器1出射的激光的光强。
该信号处理模块6可包括信号处理单元61及数据处理单元62,该信号处理单元61可与所述光电探测器22电连接,用于对光电探测器22产生的电信号进行初步处理以及同步相位解调;该数据处理单元62与所述信号处理单元62输出端相连,对解调出的相位进行数据处理,计算并实时显示离面位移和面内位移。
进一步,该二维位移测量装置100还可包括准直模块3,该准直模块3可设置于入射到分光移频模块4的光路上,用于对入射到分光移频模块4的光进行准直。本实施例中,该准直模块3设置于从第一分光镜21透射的光路上,用于对透射光进行准直后,入射到分光移频模块4。
该汇聚模块5,可为汇聚透镜,也可以是反射镜,或是多个光学元件组成的镜组,使光束相交于待测目标上的一点,同时收集被待测目标散射的光。
实施例1
请一并参阅图2,本发明其中一个实施例提供的二维位移测量装置100中,该分光移频模块4可包括分光单元及移频单元,该分光单元用于对进入分光移频模块4的激光进行分光;该移频单元用于对分光后的激光进行移频,该分光单元与移频单元相互配合,形成至少两束光第一光束I1、第二光束I2用于测量,且第一光束I1与第二光束I2频率不同。
该分光单元可包括第二分光镜41、反射镜42;该移频单元可包括第一移频器45、第二移频器44,该分光移频模块4对进入该分光移频模块4的光束进行分光并实现差动移频,形成第一光束I1及第二光束I2用于测量。可以理解,该第一移频器45和第二移频器44可为声光调制器,也可以是电光调制器,或者光栅中的任意一种,能够实现对光的移频即可。
具体地,第二分光镜41设置于从准直模块3出射的激光的光路上,用于对进入分光移频模块4的激光进行分光,形成透射光及反射光;第一移频器43及第二移频器44设置于该透射光的光路上,用于对透射光进行移频,形成第一束光I1;反射镜42设置于第二分光镜41出射的反射光的光路上,用于对反射光进行反射,从而形成第二束光I2。
具体地,该实施例中,该第一移频器的移频量为ω1,该第二移频器的移频量为ω2。进入分光移频模块4的光束首先经过第二分光镜41,透过第二分光镜 41的透射光通过第一移频器43及第二移频器44后,被差动移频ω-ω2,作为第一光束I1;被第二分光镜41反射的光被反射镜42再次反射后出射,作为第二光束I2,即第二光束I2未被移频。从分光移频模块4出射的第一光束I1和第二光束I2通过汇聚模块5后,入射到待测目标7表面,用于测量待测目标7的离面位移及面内位移。
从分光移频模块4出射的第一光束I1和第二光束I2通过汇聚模块5后,在待测目标7表面相交于一点;同时第一光束I1和第二光束I2的入射角可相同或不同,然后第一光束I1和第二光束I2在待测目标表面发生散射,第一光束I1的散射光沿第二光束I2的入射光路回到激光器1内,与激光器1的光相互作用,调制激光器的输出光强;第一光束I1的部分散射光沿第一光束I1的入射光路原路返回激光器内,作为第三光束I3,调制激光器的输出光强,该第三光束I3的移频量为2(|ω1-ω2|);同样第二光束I2的散射光也沿第一光束I1的入射光路回到激光器1内,与激光器1的光相互作用,调制激光器的输出光强,该第二光束 I2沿第一光束I1的入射光路返回激光器1中时,同样被移频(ω1-ω2)。其中,移频量为ω1-ω2的激光即第一光束I1或第二光束I2构成第一测量回馈信号f1;移频量为2(|ω1-ω2|)的激光即第三光束I3构成第二测量回馈信号f2。
该二维位移测量装置100用于测量位移时,待测目标运动,引起第一测量回馈信号f1和第二测量回馈信号f2的相位变化。光电探测器22通过第一分光镜21的反射光探测激光器的输出强度,并送至信号处理单元61,对信号进行同步处理、解调,得到反映待测目标运动的相位信息。数据处理单元62读取信号处理单元输出的相位信息,计算出待测目标的位移信息。
实施例2
请一并参阅图3,该实施例中的二维位移测量装置与实施例1基本相同,其不同在于,该实施例中的分光移频模块4与实施例1不同。该分光移频模块4 包括第一移频器43及第二移频器44,该分光移频模块4对进入该分光移频模块 4的光束进行分光并实现差动移频,形成两束光用于测量。其中,从分光移频模块4出射的零级光作为第一光束I1,从分光移频模块4出射的差动移频后的移频光作为第二光束I2。
该实施例中,该第一移频器的移频量为ω1,该第二移频器的移频量为ω2;则经过第一移频器及第二移频器差动移频后的第二光束I2的移频量为ω1-ω2。
类似的,从分光移频模块4出射的第一光束I1和第二光束I2通过汇聚模块5 后,在待测目标7表面相交于一点;第一光束I1和第二光束I2在待测目标表面发生散射后,返回激光器1的光与激光器1相互作用,调制激光器1的输出光强。具体的,第一光束I1的部分散射光沿第二光束I2的入射光路返回激光器1 中,且该第一光束I1返回激光器1的过程中同样被第二移频器45、第一移频器 46移频ω1-ω2;第二光束I2的部分散射光沿第一光束I1的入射光路返回激光器1 中;同时,第二光束I2的部分散射光沿第二光束I2的入射光路原路返回到激光器1内,作为第三光束I3,与激光器1的光相互作用,调制激光器的输出光强,且第三光束I3的移频量为2(|ω1-ω2|)。其中,移频量为ω1-ω2的激光即第一光束 I1或第二光束I2构成第一测量回馈信号f1;移频量为2(|ω1-ω2|)的激光即第三光束I3构成第二测量回馈信号f2。
上述实施例提供的二维位移测量装置,基于激光移频回馈原理的基础上,通过至少三束不同频率的光束进行差动移频,用于测量二维位移,提高了测量的精度和测量的范围,具有非接触、高分辨率、高精度、大量程、实时测量等特点。
请一并参阅图4 ,本发明实施例进一步提供一种应用上述二维位移测量装置测量二维微位移的测量方法,包括:
步骤S10,调整二维位移测量装置,使所述装置出射的第一光束I1和第二光束I2形成的交点位于待测目标表面;
步骤S20,使第一光束I1沿第二光束I2的入射光路返回激光器1,以及第二光束I2沿第一光束I1的入射光路返回激光器1中,返回激光器1中的第一光束 I1及第二光束I2被第一移频器43、第二移频器44移频ω1-ω2,将移频ω1-ω2后的第一光束I1或第二光束I2作为第一测量回馈信号f1;使第一光束I1的部分散射光沿第一光束I1的入射光路原路返回激光器内,作为第三光束I3,该第三光束 I3的移频量为2(|ω1-ω2|),作为第二测量回馈信号f2;
步骤S30,获取待测目标移动引起的第一测量回馈信号f1的相位变化及第二测量回馈信号f2的相位变化
步骤S40,根据相位变化和计算获得待测目标的离面位移和面内位移。
在步骤S10中,所述的光束I1和光束I3在待测目标表面的入射角不相等,即非对称入射到待测目标表面;另外,所述光束I1可垂直于待测目标的表面入射,以更加方便的测量待测目标的离面位移。
在步骤S30中,第一测量回馈信号f1使激光器输出强度变化为:
第二测量回馈信号f2使激光器输出强度变化为:
上两式中,I为微片激光器的稳态输出功率;G为激光器对回馈光的放大倍数,它与光束移频量相关,数值可达106,弱散射表面散射的微弱回馈光可以被极大放大;κ为光的回馈系数,它与待测物体的反射率有关;分别为第一测量回馈信号f1及第二测量回馈信号f2的固定相位偏移;为待测目标位移引起的第一测量回馈光f1的相位变化量;为待测目标位移引起的第二测量回馈光f2的相位变化量。
激光器的输出强度被光电探测器22探测转为电信号后,输入与该光电探测器22相连的信号处理模块6,就可以得到待测目标7位移引起的相位变化和
具体地,通过相位变化信息和计算即可得到离面位移和面内位移信息。
计算方法为:
离面位移:
面内位移:
其中,λ为激光器输出光波长,L为待测目标离面位移和面内位移的合位移:θ1为第一光束I1与待测目标运动方向的夹角;θ为光束I1、I2之间的夹角,为一常数。
上述实施例提供的位移测量方法,基于激光移频回馈原理的基础上,通过至少三束不同频率的光束用于测量二维位移,提高了测量的精度和测量的范围,具有非接触、高分辨率、高精度、大量程、实时测量等特点。
可以理解,通过对上述二维位移测量装置及测量方法获得的位移进行微分计算,还可用于获得待测目标的移动速率,在此不再赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种二维位移测量装置,其特征在于,所述二维位移测量装置包括:
激光器,用于输出偏振激光;
分光移频模块,设置于从激光器出射的偏振激光的光路上,用于将偏振激光进行分光并实现差动移频,形成至少两束光,包括第一光束I1和第二光束I2,且两束光频率不同;
汇聚模块,设置于从分光移频模块出射的至少两束光的光路上,用于对至少两束光进行汇聚后入射至待测目标上,且两束光在待测目标上相交,并接收被待测目标散射返回的激光,使返回的激光进入激光器,以对激光器的输出激光的光强进行调制;其中,使返回的激光进入激光器,包括:使所述第一光束I1沿所述第二光束I2的入射光路返回激光器,使所述第二光束I2沿所述第一光束I1的入射光路返回激光器,以及使所述第一光束I1沿所述第一光束I1的入射光路返回激光器;
信号检测模块,设置于从激光器出射的偏振激光的光路上,用于对激光器输出激光的光强进行检测并转换为电信号;
信号处理模块,包括信号处理单元和数据处理单元,所述信号处理单元与所述信号检测模块连接,用于对信号检测模块输出的电信号进行预处理及同步相位解调,所述数据处理单元与所述信号处理单元连接,用于对解调出的相位进行数据处理及计算,获得离面位移及面内位移。
2.根据权利要求1所述的二维位移测量装置,其特征在于,所述分光移频模块包括移频单元,所述移频单元用于对入射到分光移频模块的激光进行差动移频,形成频率不同的至少两束光。
3.根据权利要求2所述的二维位移测量装置,其特征在于,所述分光移频模块还包括分光单元,所述分光单元用于对入射到分光移频模块的激光进行分光后,入射到移频单元。
4.根据权利要求3所述的二维位移测量装置,其特征在于,所述分光单元用于将入射的激光分为透射光及反射光,所述分光移频模块设置于透射光的光路上,用于对透射光移频后入射到待测目标表面,所述反射光未经移频入射到待测目标表面。
5.根据权利要求2所述的二维位移测量装置,其特征在于,进入移频单元的激光经过所述移频单元分为零级光及移频光,所述零级光及移频光经过汇聚模块汇聚后入射到待测目标表面。
6.一种利用权利要求1-5中任意一项所述的二维位移测量装置测量位移的方法,其特征在于,所述方法包括:
调整二维位移测量装置,使位移装置出射的所述第一光束I1、所述第二光束I2形成的交点位于待测目标表面;
沿所述第二光束I2的入射光路返回激光器的所述第一光束I1以及沿所述第一光束I1的入射光路返回激光器的所述第二光束I2被分光移频模块移频,作为第一测量回馈信号f1;沿所述第一光束I1的入射光路返回激光器的所述第一光束I1,作为第三光束I3,所述第三光束I3被分光移频模块移频,作为第二测量回馈信号f2;
获取待测目标移动引起的第一测量回馈信号f1的相位变化及第二测量回馈信号f2的相位变化
根据相位变化和计算获得待测目标的离面位移和面内位移。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述移频单元包括第一移频器及第二移频器,所述第一移频器的移频量为ω1,所述第二移频器的移频量为ω2,则所述第一测量回馈信号f1为ω1-ω2,所述第二测量回馈信号f2的移频量为2(|ω1-ω2|)。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一光束I1和第二光束I2以相同的入射角入射到待测目标表面。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一测量回馈信号f1使激光器输出强度变化为:
第二测量回馈信号f2使激光器输出强度变化为:
上两式中,I为微片激光器的稳态输出功率;G为激光器对回馈光的放大倍数;κ为光的回馈系数;分别为第一测量回馈信号f1及第二测量回馈信号f2的固定相位偏移。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,通过和计算得到离面位移和面内位移信息:
离面位移:
面内位移:
其中,λ为激光器输出光波长,L为待测目标离面位移和面内位移的合位移:θ1为光束I1与待测目标运动方向的夹角;θ为光束I1、I2之间的夹角。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710277410.4A CN107121071B (zh) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | 二维位移测量装置及测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710277410.4A CN107121071B (zh) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | 二维位移测量装置及测量方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107121071A CN107121071A (zh) | 2017-09-01 |
CN107121071B true CN107121071B (zh) | 2019-09-20 |
Family
ID=59725052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710277410.4A Active CN107121071B (zh) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | 二维位移测量装置及测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107121071B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111288896B (zh) * | 2020-03-12 | 2021-01-05 | 华中科技大学 | 一种基于非对称干涉结构的位移检测系统及其检测方法 |
CN113899322B (zh) * | 2021-08-25 | 2022-08-05 | 清华大学 | 转动角位移和角速度测量系统及方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101004346A (zh) * | 2007-01-19 | 2007-07-25 | 清华大学 | 准共路式微片激光器回馈干涉仪 |
US7289220B2 (en) * | 2005-10-14 | 2007-10-30 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Broadband cavity spectrometer apparatus and method for determining the path length of an optical structure |
CN102506715A (zh) * | 2011-10-13 | 2012-06-20 | 清华大学 | 一种基于微片激光器回馈干涉仪的位移数据处理方法 |
CN103292687A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-09-11 | 清华大学 | 激光回馈干涉仪 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08316555A (ja) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Japan Radio Co Ltd | 光ヘテロダイン用光源 |
US7864338B2 (en) * | 2007-11-09 | 2011-01-04 | Bossa Nova Technologies, Llc | Interferometric method and apparatus for linear detection of motion from a surface |
-
2017
- 2017-04-25 CN CN201710277410.4A patent/CN107121071B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7289220B2 (en) * | 2005-10-14 | 2007-10-30 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Broadband cavity spectrometer apparatus and method for determining the path length of an optical structure |
CN101004346A (zh) * | 2007-01-19 | 2007-07-25 | 清华大学 | 准共路式微片激光器回馈干涉仪 |
CN102506715A (zh) * | 2011-10-13 | 2012-06-20 | 清华大学 | 一种基于微片激光器回馈干涉仪的位移数据处理方法 |
CN103292687A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-09-11 | 清华大学 | 激光回馈干涉仪 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于固体微片激光回馈干涉仪面内位移测量方法的研究;郭波;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技Ⅱ辑)》;20170315(第3期);第C030-94页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107121071A (zh) | 2017-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106949842B (zh) | 二维位移测量装置及测量方法 | |
CN108168465B (zh) | 一种共光路激光外差干涉法滚转角高精度测量装置及方法 | |
CN207180607U (zh) | 一种角度补偿式激光外差干涉位移测量装置 | |
CN107255451A (zh) | 角度补偿式激光外差干涉位移测量装置及方法 | |
CN101832821B (zh) | 基于合成波长的激光波长测量方法及装置 | |
CN105547197B (zh) | 基于激光自混合干涉的同时测量角度与振动的方法及装置 | |
CN102353325A (zh) | 四轴4细分干涉仪 | |
CN108534686A (zh) | 一种无零漂外差式激光多普勒测量光纤光路及测量方法 | |
CN105333815B (zh) | 一种基于光谱色散线扫描的超横向分辨率表面三维在线干涉测量系统 | |
CN109212551B (zh) | 一种无速度上限可辨向的光纤多普勒测速仪及其测速方法 | |
CN102679912A (zh) | 基于差动比较原理的自准直仪 | |
CN104698468A (zh) | 光纤光学相干测距装置和光纤光学测距方法 | |
CN105333816B (zh) | 一种基于光谱色散全场的超横向分辨率表面三维在线干涉测量系统 | |
CN107121071B (zh) | 二维位移测量装置及测量方法 | |
CN106019259A (zh) | 基于马赫曾德干涉仪的激光鉴频装置及鉴频方法 | |
US3680961A (en) | Measurement of particle sizes | |
CN108761485B (zh) | 法布里-珀罗干涉仪、干涉装置及多普勒测风激光雷达 | |
CN104777133B (zh) | 一种自校准的折光计 | |
CN105571516A (zh) | 一种全视场低频外差干涉仪 | |
CN111964580B (zh) | 一种基于光杠杆的薄膜位置与角度的检测装置及方法 | |
CN201413130Y (zh) | 一种基于双频干涉原理的直线度及其位置的测量装置 | |
CN105674875A (zh) | 一种全视场低频外差点衍射干涉仪 | |
CN106546165B (zh) | 激光回馈干涉仪 | |
CN108168466A (zh) | 一种大范围及高精度的滚转角测量装置及测量方法 | |
CN104330053A (zh) | 微角度测量方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |