具有位移和绝对距离测量能力的回馈干涉系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第28卷第4期应用光学Vo1．28NO．42007年7月JournalofAppliedOpticsJu1．2007文章编号：1002—2O82(2007)04—0496—05具有位移和绝对距离测量能力的回馈干涉系统李铎，万新军，张书练(清华大学精仪系精密测试技术及仪器国家重点实验室，北京100084)摘要：提出一种基于半导体激光器泵浦Nd：YAG微片激光器的回馈干涉系统，适合于非配合目标的位移和绝对距离测量。该测量系统包括移频回馈干涉光学系统，基于泵浦调制的微片激光

2、器调频系统和相敏检波信号处理系统3部分。介绍了移频回馈干涉的原理，给出了位移测量和绝对距离测量应用的原理和测量方法，分析了测量的分辨率。实际测量了发黑工件表面的位移和绝对距离。实验结果表明，该回馈干涉系统灵敏度高，对被测表面反射率的要求很低，兼有对非配合目标的高分辨率位移测量和绝对距离测量的能力。关键词：移频回馈干涉；泵浦调制调频；位移；绝对距离；相敏检波中图分类号；TP212．14文献标志码：ALaserfeedbackinterferometricsystemforbothdisplacementandabso

3、lutedistancemeasurementLIDuo，WANXin—jun，ZHANGShu—lian(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasurementTechnologyandInstruments，DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Alaserfeedbackinterferometricsystemformeasurin

4、gboththedisplacementandabsolutedistanceofnon—cooperativeobjectsispresented．Thesystemisbasedonalaser—diodepumpedNd：YAGmicrochiplaser，anditiscomprisedofafrequency—shiftedlaserfeedbackinterferometer，afrequency—modulatedmicrochiplaserbasedonpumpingmodulationandaph

5、ase—sensitivedetectiondevice．Theprincipleoffrequency—shiftedlaserfeedbackinterferenceisintroduced．Theprincipleandmethodofdisplacementandabsolutedistancemeasurementsareelaborated．Themeasurementresolutionwasanalyzed．Thedisplacementandabsolutedistanceofablackenwo

6、rkpiecesurfaceweredetectedexperimentallyinthelaboratory．TheresultsprovethattheinterferometricsystemhashighsensitivityandrelaxedrequirementforthereflectivityoftheUUTsurface，andmeetstheneedofbothdisplacementandabsolutedistancemeasurementsforuncoupledobjects．Keyw

7、ords：frequency—shiftedlaserfeedbackinterference；frequencymodulationinducedbypumpmodulation；displacement；absolutedistance；phase—sensitivedetection引言光场相互作用，导致激光器输出功率产生调制。外在光回馈系统中，激光器输出的光被外部物体部物体的位移、速度和距离等信息可以从激光功率反射或者散射回谐振腔中，反馈光场和谐振腔内的的调制信号中被还原出来。收稿日期：2007—01—28

8、；修回日期：2007—05—10基金项目：国家自然科学基金资助项目(50575l10)作者简介：李铎(1982一)，男，天津市人，清华大学硕士研究生，主要从事激光精密计量的研究。Email：lid05@mailstsinghua．edu．cn。维普资讯http://www.cqvip.com应用光学2007，28(4)李铎，等：具有位移和绝对距离测量能力的回