CN117784155A - 基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统及方法，可调谐光学频率梳产生重复频率可变的光学频率梳脉冲信号，分别经监测光路、参考光路和测量光路传输，监测光路利用光电探测器、频率计数器实时监测获得所述光学频率梳脉冲信号的重复频率；于参考光路以长光纤作为参考臂，产生参考脉冲信号；于参考光路进一步设置长光纤稳定单元；测量光路产生测量啁啾脉冲信号；参考光路和测量光路发生干涉并产生干涉信号，基于标定后的CCD相机进行光谱信号的高分辨光谱图像高速采集，得到水下目标绝对距离测量值。与现有技术相比，本发明实现了准确、快速、高度稳定的水下任意距离测量。

Description

基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统及方法

技术领域

本发明属于水下激光测距领域，特别是涉及一种基于脉冲干涉的水下距离测量装置以及方法。

背景技术

绝对距离测量是几何计量学的基础，代表着海洋计量的基础研究，脉冲激光以其高效率与高精度的优势广泛应用于水下光学探测。光学频率梳脱胎于激光锁模技术，以其宽光谱和高峰值功率，在水下环境能够稳定传输，目前广泛应用于高精度水下探测。光谱干涉法利用光学频率梳宽光谱的优势，以其基于波长量级的测量模式，利用干涉光谱的相位信息获取探测距离，从而实现高精度的绝对距离测量。然而，由于干涉光谱的相位部分存在方向模糊，导致难以分辨参考目标和测量目标的相对位置。目前，通常采用增加色散设备来消除这个模糊问题，利用展宽的参考脉冲与测量脉冲干涉，从而发生啁啾脉冲干涉。传统啁啾脉冲干涉法能够实现测量距离的唯一结果确定，但是会导致测量系统额外增加了色散器件。此外，受限于光谱仪的分辨率，啁啾脉冲干涉范围只能处于厘米级，导致测量路径中存在无法探测的测量“死区”，难以实现任意距离测量。同时，无论是传统的空间色散光谱仪还是傅里叶变换光谱仪均受限于其内部存在的机械组件，无法在高分辨率模式下实现光谱信号的快速获取，难以实现测量速度与测量分辨率的平衡。因此，如何突破光谱仪的限制，提升基于光学频率梳的啁啾脉冲干涉的效率性能，从而实现高效高精度水下测距，是目前需要解决的关键问题。

发明内容

针对基于光学频率梳的啁啾脉冲干涉测量局限性，提出了一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量装置及方法，利用重复频率扫描的可调谐光学频率梳与长光纤延迟线相结合实现合成波长的范围扩展，并借助CCD相机搭建探测系统高速采集光谱干涉信号，从而将可测范围覆盖到相当于脉冲到脉冲长度的全部距离，弥补传统光谱仪探测速度的不足，用于快速水下任意距离测量。

本发明利用以下的技术方案实现：

一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统，包括：可调谐光学频率梳光源、相关光路和水下目标；所述可调谐光学频率梳产生重复频率可变的光学频率梳脉冲信号，所述相关光路包括监测光路、参考光路和测量光路，所述光学频率梳脉冲信号分别经监测光路、参考光路和测量光路传输，于所述监测光路设置光电探测器和频率计数器，利用所述光电探测器、所述频率计数器实时监测获得所述光学频率梳脉冲信号的重复频率；于所述参考光路设置连接压电陶瓷的长光纤，所述长光纤作为参考臂，产生参考脉冲信号；于所述参考光路进一步设置基于伺服反馈系统的长光纤稳定单元，用于稳定长光纤的长度，该单元包括连续波激光器、与压电陶瓷连接的长光纤、声光调制器、信号发生器、光电探测器、相位计、低通滤波器和锁相环；所述测量光路入射至水下目标，经过水下目标的反射得到在水下传输的测量脉冲信号，产生测量啁啾脉冲信号；所述参考光路和所述测量光路发生干涉并产生干涉信号，基于所述光学频率梳脉冲信号的重复频率标定后的CCD相机进行光谱信号的高分辨光谱图像高速采集，得到水下目标绝对距离测量值，如下式所示：

其中，Lc_Pix为单位像素的标定距离，L_cPix＝L_cal/(P_w1-P_w2)，Pw₁、Pw₂为标定过程中两个最宽条纹的像素位置，n_g为水的群折射率，L_cal为标定距离，f_rep为光学频率梳的重复频率，N为整数，c为真空中的光速，P_shift表示重复频率下的最宽条纹的像素偏移。在标定过程中，重复频率扫描使脉冲位置呈线性变化，所述标定距离如下式所示：

其中，Δf_rep为重复频率差，f_rep1、f_rep2为标定过程中两个最宽条纹对应的光学频率梳的重复频率，n_g为水的群折射率，c为真空中的光速。

所述干涉信号由高速光谱探测单元进行采集，所述高速光谱探测单元进一步包括光栅、柱面镜和CCD相机，所述光栅与柱面镜对所述干涉信号进行色散与整形，投射至CCD相机。

所述连续波激光器发出的连续波激光信号作为所述长光纤稳定单元的光源信号，分别被传输至与压电陶瓷连接的长光纤所构成的参考臂以及由声光调制器构成的测量臂，参考臂信号经准直器进行准直空间光出射、经反射镜改变空间光方向，并在空间光分束器与测量臂信号进行合束，由所述光电探测器进行参考臂与测量臂的外差干涉信号采集；所述相位计以信号发生器的输出作为参考来检测外差干涉信号相位波动，波动误差信号通过低通滤波器传输进入锁相环，产生驱动电压V_p；利用驱动电压V_p实现压电陶瓷的伺服反馈控制。

一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量方法，包括：

通过监测光路设置的光电探测器和频率计数器实时监测获得所述光学频率梳脉冲信号的重复频率；通过所述参考光路上连接压电陶瓷的长光纤作为参考臂，产生参考脉冲信号；利用所述参考光路设置基于伺服反馈的长光纤稳定单元，用于稳定长光纤的长度；通过测量光路入射至水下目标，经过水下目标的反射得到在水下传输的测量脉冲信号，产生测量啁啾脉冲信号；由所述参考光路和所述测量光路发生干涉并产生干涉信号，基于所述光学频率梳脉冲信号的重复频率标定后的CCD相机进行光谱信号的高分辨光谱图像高速采集，得到水下目标绝对距离测量值，如下式所示：

其中，L_cPix为单位像素的标定距离，L_cPix＝L_cal/(P_w1-P_w2)，P_w1、P_w2为标定过程中两个最宽条纹的像素位置，n_g为水的群折射率，f_rep为光学频率梳的重复频率，N为整数，c为真空中的光速，P_shift表示重复频率下的最宽条纹的像素偏移。

在标定过程中，重复频率扫描使脉冲位置呈线性变化，所述标定距离如下式所示：

其中，Δf_rep为重复频率差，f_rep1、f_rep2为标定过程中两个最宽条纹对应的光学频率梳的重复频率，n_g为水的群折射率，c为真空中的光速。

所述干涉信号由高速光谱探测单元进行采集，由所述高速光谱探测单元中的光栅与柱面镜对所述干涉信号进行色散与整形，投射至CCD相机。

所述连续波激光器发出的连续波激光信号作为所述长光纤稳定单元的光源信号，分别被传输至与压电陶瓷连接的长光纤所构成的参考臂以及由声光调制器构成的测量臂，参考臂信号经准直器进行准直空间光出射、经反射镜改变空间光方向，并在空间光分束器与测量臂信号进行合束，由所述光电探测器进行参考臂与测量臂的外差干涉信号采集；所述相位计以信号发生器的输出作为参考来检测外差干涉信号相位波动，波动误差信号通过低通滤波器传输进入锁相环，产生驱动电压V_p；利用驱动电压V_p实现压电陶瓷的伺服反馈控制。

本发明的有益效果及优点在于：

1)利用水的本质物理特性为光学频率梳干涉测量引入了啁啾脉冲，无需额外色散元件，实现了距离结果的唯一确定，消除了距离测量的方向模糊；

2)利用CCD相机搭建了光谱探测系统，对光谱干涉信号同时实现了高速及高分辨率的干涉光谱图像采集，弥补光谱仪探测速度的不足；

3)利用重复频率扫描的可调谐光学频率梳与长光纤延迟线相结合，扩展了合成波长的范围，从而将可测范围覆盖到相当于脉冲到脉冲长度的全部距离，消除测量“死区”，实现水下任意距离测量；

附图说明

图1为本发明的一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统示意图；

图2为本发明的CCD相机系统标定结果图；

图3为基于长光纤稳定单元对30m的长光纤进行长度锁定效果示意图。

图4为水下不同距离测量光谱结果图；

图5水下任意距离测量结果示意图。

附图标记：

1、可调谐光学频率梳，2、监测光路，21、光电探测器，22、频率计数器，23、准直器，3、参考光路，31、压电陶瓷，32、长光纤，321、连续波激光器，322、声光调制器，323、信号发生器，324、光电探测器，325、相位计，326、低通滤波器，327、锁相环，328、反射镜、329、空间光分束器，330、准直器，4、测量光路，41、环形器，42、准直器，5、水下目标，51、光学窗口，52、水箱，6、光栅、7、柱面镜、8、CCD相机，9、空间光束，10、准直器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统。该系统包括光纤连接的可调谐光学频率梳1、相关光路和水下目标；所述可调谐光学频率梳产生重复频率可变的光学频率梳脉冲信号，所述相关光路包括监测光路、参考光路和测量光路，所述光学频率梳脉冲信号分别经监测光路、参考光路和测量光路传输。

其中，可调谐光学频率梳1产生重复频率可变的光学频率梳脉冲信号，该信号被分为三路，第一路为监测光路2，于所述监测光路2设置光电探测器21和频率计数器22，利用光电探测器21、频率计数器22实时监测获得所述光学频率梳脉冲信号的重复频率，光电探测器21连接准直器23进行准直空间光束出射；第二路为参考光路3，于所述参考光路3设置连接压电陶瓷(PZT)31的长光纤32，所述长光纤32作为参考臂，产生参考脉冲信号；第三路为测量光路4，由光学窗口51入射至位于水下环境的水箱52中的水下目标5，经过水下目标5的反射得到测量脉冲信号。参考光路3为光程固定，不会发生脉宽变化；测量光路在水下传输，水体的强色散性质导致测量光信号展宽，发生啁啾现象，产生测量啁啾脉冲信号。将参考光路和测量光路进行合束，发生干涉并产生干涉信号；随后采用光栅6与柱面镜7对干涉信号进行色散与整形，将其投射至CCD相机8进行光谱图像的高速采集，光栅6、柱面镜7、CCD相机8组成了高速光谱探测单元，由高速光谱探测单元在高帧率条件下采集信号的高分辨的光谱图像。必要时光栅6接收的合束信号为经准直器10出射的准直空间光束。光栅6与CCD相机8之间具有经柱面镜7透射前/后的空间光束9。

该系统的工作过程为：由可调谐光学频率梳出射的脉冲信号通过光纤传输，分为三个相关光路实现分光信号传输：第一路的监测光路，将出射激光信号利用光电探测器进行接收，并将其传输至频率计数器用于监测激光器光源的重复频率。第二路的参考光路，将出射信号传输至连接压电陶瓷(PZT)31的长光纤，以其作为参考臂，产生参考脉冲信号。第三路的测量光路，将出射信号利用环形器41传输至水下目标，向水下目标输出空间光，必要时经准直器42进行准直空间光束出射；将空间光通过光学窗口51入射至水下，经过水下目标5反射啁啾脉冲再次经过环形器41，产生测量啁啾脉冲信号。将参考脉冲信号与测量脉冲信号合束并传输至高速光谱探测单元，由光栅6进行色散以及由柱面镜7进行整形，最终投射至CCD相机8，采用重复频率调谐的方式实现CCD相机探测系统标定，从而进行信号高速采集，用于光谱探测。

所述可调谐光学频率梳1依托于腔内的位移台实现腔长的调节，产生重复频率可变的光学频率梳脉冲信号，实现对激光环形腔内的线性扫描。

所述长光纤作为延迟线，结合光学频率梳的重复频率扫描范围可以实现脉冲间距的覆盖。因此，可调谐光学频率梳和长光纤延迟线的结合能够有效的提高装置测量范围，消除传统方法中的测量“死区”，实现水下任意距离测量。然后，长光纤容易收到环境噪声影响，产生长度抖动，在测量装置中采用伺服反馈的方式对其实现长度稳定。

基于伺服反馈的长光纤稳定单元，用于稳定长光纤的长度，本发明中将长光纤稳定单元设计通过马赫-曾德尔结构的外差干涉仪实现，该单元包括连续波激光器321、与压电陶瓷31连接的长光纤32、声光调制器322、信号发生器323、光电探测器324、相位计325、低通滤波器326和锁相环327。连续波激光器321发出的连续波激光信号作为所述长光纤稳定单元的光源信号，分别传输至与压电陶瓷31连接的长光纤32所构成的参考臂以及由声光调制器322构成的测量臂，参考臂信号经准直器330进行准直空间光出射、根据具体应用情况必要时经反射镜328改变空间光方向，参考臂信号在空间光分束器329与测量臂信号进行合束，由所述光电探测器324进行参考臂与测量臂的外差干涉信号采集；所述相位计325以信号发生器323的输出作为参考来检测外差干涉信号相位波动，波动误差信号通过低通滤波器326传输进入锁相环327，最终产生驱动电压V_p。利用驱动电压V_p实现压电陶瓷(PZT)31的伺服反馈控制。因此，随着驱动电压V_p的变化，压电陶瓷(PZT)31微位移可调，长光纤的长度在扰动的水下环境中保持稳定。所述声光调制器其驱动频率为80MHz。

综上所述，在水下环境，为了准确估计单位像素与标定距离的映射系数，采用重复频率调谐的方式对CCD相机探测系统进行标定，能够消除对传统位移台标定方法定位精度的依赖。首先将产生的啁啾脉冲干涉光谱分为两个部分，一部分采用商用光谱仪来观察测定的频率偏移量；另一部分将其投射至光栅进行色散，再经过柱面镜进行激光整形，最终将其投射至CCD相机，对条纹进行观察与采集。通过选择两个重复频率用于产生啁啾脉冲干涉条纹，分别为100.723MHz和100.774MHz。采用光阑降低背景光亮度，减少环境光的影响，提高采集到的条纹对比度。基于采集到的图像的灰度信息，通过对最宽条纹进行插值拟合，用于光学频率的像素校正，标定结果如附图2所示。可以看到像素偏移为58，对应于1108.9μm的标定距离，因此单位像素与标定距离的映射系数L_cPix可以计算为19.1μm/pixel。

相关原理如下：

基于光学频率梳的啁啾脉冲干涉信号的干涉光谱强度表示为：

其中，I₀(f)为参考脉冲的功率谱，n(f)为水的折射率，f为光频率，c为真空中的光速，2n(f)/c表示参考脉冲与测量脉冲之间的时间延迟(令τ＝2n(f)/c)，l为实际测量距离L的分数部分，L＝N/2·L_pp+l，N＝floor(2L/L_pp)，N为整数，L_pp为脉冲对脉冲长度，可以表示为L_pp＝c/(n_gf_rep)，n_g为水的群折射率，f_rep为光学频率梳的重复频率。

根据哈维公式，水的折射率表示为n(f)＝n(f₀)+2πα(f-f₀)，其中，f₀为参考频率，α为线性系数。因此，将公式(1)中干涉光谱强度的相位表示为：

由公式(2)可知，φ(f,l)与f是二次函数关系，因此产生的啁啾脉冲干涉条纹以不稳定的调制频率振荡。对于一个固定的测量目标，当以一个已知的长度Δl移动参考镜时，假设最宽条纹对应的波长位置从f₁移动到f₂。相应的，在移动前后，光程从2n(f₁)L变为2n(f₂)L，在此应用哈维公式，移动前后的光程差可以计算为Δl＝4πα(f₁-f₂)L。因此，待测距离表示为：

式中，f_shift为最宽条纹的频率偏移量，η为频率偏移量与空间距离的映射关系，η＝4παL。由公式(3)可知，通过分析最宽条纹的频移并估计参数η值，可以精确地确定水下距离。

参数η的值通过标定系统来确定。利用可调的重复频率来实现标定，消除了机械模块位移的影响。当L在L_pp/2附近时，随着重复频率的线性扫描，最宽的条纹会往复变化。为了减少环境噪声的影响，我们利用两个相邻峰的信息来确定干涉光谱最宽条纹的位置。具体来说，利用相邻两个峰的像素位置P₁和P_r，可以计算出最宽条纹P_w的精确像素位置为P_w＝(P₁+P_r)/2。在标定过程中，重复频率扫描使脉冲位置呈线性变化，因此，标定距离计算式表示为：

式中，Δf_rep为重复频率差。由于标定距离与最宽条纹的位移保持线性关系，因此L_cPix为单位像素的标定距离，L_cPix＝L_cal/(P_w1-P_w2)，其中P_w1、P_w2为标定过程中两个最宽条纹的像素位置。因此，对于CCD相机的光谱探测系统，公式(3)的绝对距离计算式表示为：

式中，P_shift表示重复频率下的最宽条纹的像素偏移。

如图3所示，基于长光纤稳定单元对30m的长光纤进行长度锁定效果示意图。数据结果表明主动伺服系统有效地稳定了长光纤的长度，相应的锁相环也减小了误差信号的波动。反馈伺服系统在600s左右开始运行，误差信号和光纤长度波动均得到明显抑制。由误差引起的电压差约为1.8V，相当于连续波激光器波长的一半的长度漂移。因此，我们可以将长度变化优化到7.6nm的标准差，对应于10^-10级的相对抖动。

验证实验：将水下目标固定在一根长轨上，用于不同距离测量。为了约束轨道，保持空间光保持在相同的高度。在重复频率的扫描范围内，选择合适的重复频率得到干涉光谱图像。在水下1m和3m位置下的测量光谱图结果如图4所示。其中干涉图像由CCD光谱探测系统采集，从而实现快速采集。对于不同的测量位置，会由于选择的重复频率差异导致最宽条纹的位置产生变化。此外，干涉条纹的峰值功率由于水的衰减而呈下降趋势。准直和光束高度随测量距离的增加而变化，导致干涉条纹的调制深度受光功率波动的影响。分别对1m、2m、3m、4m和5m的不同位置进行了测量，在每个距离上进行10次重复实验。水下任意距离测量结果如图5所示，实验结果与理论分析吻合较好。基于可调谐啁啾脉冲干涉测量突破了光谱仪分辨率的限制，实现了水下任意测距。此外，光学频率梳的动态信息使得干涉图具有唯一的距离解算结果。在5m范围内，测量结果优于59.8μm。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统，其特征在于，包括可调谐光学频率梳光源、相关光路和水下目标；所述可调谐光学频率梳产生重复频率可变的光学频率梳脉冲信号，所述相关光路包括监测光路、参考光路和测量光路，所述光学频率梳脉冲信号分别经监测光路、参考光路和测量光路传输；其中，于所述监测光路设置光电探测器和频率计数器，利用所述光电探测器、所述频率计数器实时监测获得所述光学频率梳脉冲信号的重复频率；于所述参考光路设置连接压电陶瓷的长光纤，所述长光纤作为参考臂，产生参考脉冲信号；于所述参考光路进一步设置基于伺服反馈的长光纤稳定单元，用于稳定长光纤的长度，该单元包括连续波激光器、与压电陶瓷连接的长光纤、声光调制器、信号发生器、光电探测器、相位计、低通滤波器和锁相环；所述测量光路入射至水下目标，经过水下目标的反射得到在水下传输的测量脉冲信号，产生测量啁啾脉冲信号；所述参考光路和所述测量光路发生干涉并产生干涉信号，基于所述光学频率梳脉冲信号的重复频率标定后的CCD相机进行光谱信号的高分辨光谱图像高速采集，得到水下目标绝对距离测量值，如下式所示：

其中，Lc_Pix为单位像素的标定距离，L_cPix＝L_cal/(P_w1-P_w2)，Pw₁、Pw₂为标定过程中两个最宽条纹的像素位置，n_g为水的群折射率，L_cal为标定距离，f_rep为光学频率梳的重复频率，N为整数，c为真空中的光速，P_shift表示重复频率下的最宽条纹的像素偏移。

2.根据权利要求1所述的一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统，其特征在于，在标定过程中，重复频率扫描使脉冲位置呈线性变化，所述标定距离如下式所示：

其中，Δf_rep为重复频率差，f_rep1、f_rep2为标定过程中两个最宽条纹对应的光学频率梳的重复频率，n_g为水的群折射率，c为真空中的光速。

3.根据权利要求1所述的一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统，其特征在于，所述干涉信号由高速光谱探测单元进行采集，所述高速光谱探测单元进一步包括光栅、柱面镜和CCD相机，所述光栅与柱面镜对所述干涉信号进行色散与整形，投射至CCD相机。

4.根据权利要求1所述的一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统，其特征在于，所述连续波激光器发出的连续波激光信号作为所述长光纤稳定单元的光源信号，分别被传输至与压电陶瓷连接的长光纤所构成的参考臂以及由声光调制器构成的测量臂，参考臂信号经准直器进行准直空间光出射、经反射镜改变空间光方向，并在空间光分束器与测量臂信号进行合束，由所述光电探测器进行参考臂与测量臂的外差干涉信号采集；所述相位计以信号发生器的输出作为参考来检测外差干涉信号相位波动，波动误差信号通过低通滤波器传输进入锁相环，产生驱动电压V_p；利用驱动电压V_p实现压电陶瓷的伺服反馈控制。

5.一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量方法，包括：

通过监测光路设置的光电探测器和频率计数器实时监测获得所述光学频率梳脉冲信号的重复频率；通过所述参考光路上连接压电陶瓷的长光纤作为参考臂，产生参考脉冲信号；利用所述参考光路设置基于伺服反馈的长光纤稳定单元，用于稳定长光纤的长度；通过测量光路入射至水下目标，经过水下目标的反射得到在水下传输的测量脉冲信号，产生测量啁啾脉冲信号；由所述参考光路和所述测量光路发生干涉并产生干涉信号，基于所述光学频率梳脉冲信号的重复频率标定后的CCD相机进行光谱信号的高分辨光谱图像高速采集，得到水下目标绝对距离测量值，如下式所示：

其中，L_cPix为单位像素的标定距离，L_cPix＝L_cal/(P_w1-P_w2)，P_w1、P_w2为标定过程中两个最宽条纹的像素位置，n_g为水的群折射率，f_rep为光学频率梳的重复频率，N为整数，c为真空中的光速，P_shift表示重复频率下的最宽条纹的像素偏移。

6.根据权利要求5所述的一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量系统，其特征在于，在标定过程中，重复频率扫描使脉冲位置呈线性变化，所述标定距离如下式所示：

其中，Δf_rep为重复频率差，f_rep1、f_rep2为标定过程中两个最宽条纹对应的光学频率梳的重复频率，n_g为水的群折射率，c为真空中的光速。

7.根据权利要求5所述的一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量方法，其特征在于，所述干涉信号由高速光谱探测单元进行采集，由所述高速光谱探测单元中的光栅与柱面镜对所述干涉信号进行色散与整形，投射至CCD相机。

8.根据权利要求5所述的一种基于可调谐啁啾脉冲干涉的水下距离测量方法，其特征在于，所述连续波激光器发出的连续波激光信号作为所述长光纤稳定单元的光源信号，分别被传输至与压电陶瓷连接的长光纤所构成的参考臂以及由声光调制器构成的测量臂，参考臂信号经准直器进行准直空间光出射、经反射镜改变空间光方向，并在空间光分束器与测量臂信号进行合束，由所述光电探测器进行参考臂与测量臂的外差干涉信号采集；所述相位计以信号发生器的输出作为参考来检测外差干涉信号相位波动，波动误差信号通过低通滤波器传输进入锁相环，产生驱动电压V_p；利用驱动电压V_p实现压电陶瓷的伺服反馈控制。