基于二次偏振調(diào)制測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、長度測量作為許多基礎(chǔ)物理量測量中一個(gè)非常重要的部分，已經(jīng)成為眾多精密儀器相關(guān)專業(yè)研究者們一個(gè)很關(guān)注的課題。大量程、高精度的絕對長度測量技術(shù)對于許多科技領(lǐng)域的發(fā)展都具有重要的意義。不僅可以提高大型設(shè)備、科學(xué)儀器的制造、裝配水平，對于促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高科學(xué)研究的水平也發(fā)揮著很重要的作用。同時(shí)，作為基礎(chǔ)測量物理量，其測量精度的提高也會相應(yīng)地提高很多相關(guān)測量的精度，在地學(xué)、深空探測、高分辨率對地觀測等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。而該技術(shù)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(shù)中，相位法激光測距技術(shù)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(diào)制激光測距系統(tǒng)。該測距系統(tǒng)通過偏振分束器實(shí)現(xiàn)激光束的起偏與檢偏，將與距離相關(guān)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(jìn)行解調(diào)，該過程類似于模擬鑒相技術(shù)中的混頻作用，最終將與相位差信息對應(yīng)的直流分

3、量通過光電探測器轉(zhuǎn)換為電信號，實(shí)現(xiàn)鑒相過程。針對模糊距離的問題，采用小步進(jìn)改變調(diào)制頻率掃頻的方法，對比不同調(diào)制頻率下干涉解調(diào)鑒相得到的信號強(qiáng)度，尋找兩個(gè)相鄰的信號強(qiáng)度最小的采樣點(diǎn)，該點(diǎn)對應(yīng)的調(diào)制頻率值剛好滿足條件：測量距離為其波長整數(shù)倍，通過公式計(jì)算即可得到測量的距離值。該方法能夠簡化傳統(tǒng)相位測距中的鑒相系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減小了附加相移噪聲，同時(shí)解決了模糊距離的問題，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其測距精度能夠達(dá)到10-6。
　　在這一測距系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，本