基于二次偏振調制測距系統的設計與實現.pdf

1、長度測量作為許多基礎物理量測量中一個非常重要的部分，已經成為眾多精密儀器相關專業(yè)研究者們一個很關注的課題。大量程、高精度的絕對長度測量技術對于許多科技領域的發(fā)展都具有重要的意義。不僅可以提高大型設備、科學儀器的制造、裝配水平，對于促進技術進步、提高科學研究的水平也發(fā)揮著很重要的作用。同時，作為基礎測量物理量，其測量精度的提高也會相應地提高很多相關測量的精度，在地學、深空探測、高分辨率對地觀測等領域有重要的應用前景。而該技術的發(fā)展對于國家

2、的諸多重大需求來講，尤為重要。
　　本文主要針對目前激光測距技術中，相位法激光測距技術常見的鑒相精度以及模糊距離的問題，提出了一種干涉鑒相、連續(xù)波掃頻的測距方法——基于二次偏振調制激光測距系統。該測距系統通過偏振分束器實現激光束的起偏與檢偏，將與距離相關的相位信息加載到偏振光x軸、y軸分量的相位差上，在偏振分束器上將x軸與y軸偏振光分量干涉，對相位差信息進行解調，該過程類似于模擬鑒相技術中的混頻作用，最終將與相位差信息對應的直流分

3、量通過光電探測器轉換為電信號，實現鑒相過程。針對模糊距離的問題，采用小步進改變調制頻率掃頻的方法，對比不同調制頻率下干涉解調鑒相得到的信號強度，尋找兩個相鄰的信號強度最小的采樣點，該點對應的調制頻率值剛好滿足條件：測量距離為其波長整數倍，通過公式計算即可得到測量的距離值。該方法能夠簡化傳統相位測距中的鑒相系統結構，減小了附加相移噪聲，同時解決了模糊距離的問題，經實驗驗證其測距精度能夠達到10-6。
　　在這一測距系統的基礎之上，本