一种时空域调制光栅位移传感方法与测量系统

OPT OpenIR > 半导体激光器专利数据库

	一种时空域调制光栅位移传感方法与测量系统
其他题名	一种时空域调制光栅位移传感方法与测量系统
	叶国永; 刘红忠; 刘辉; 李烜; 雷彪; 牛东
	2019-06-21
专利权人	西安交通大学
公开日期	2019-06-21
授权国家	中国
专利类型	发明申请
摘要	本发明公开了一种时空域调制光栅位移传感方法与测量系统，光栅输出信号为时空域传感信号，在时域对时空域传感信号进行位移解调。测量系统包括传感光路、电压调制电路、位移解调电路等，其具体实现方式为：以纳米光栅为测量基准，采用衍射光干涉的对称传感光路设计，实现空域传感信号光学倍频和环境干扰抑制；以周期调制性电压驱动激光二极管，结合介质组件，对空域传感信号施加时域调制，生成时空域传感信号；通过时空域传感信号的时域高频脉冲细分实现位移解调，避免复杂电细分的低响应性和传感信号波形误差引入的细分误差。本发明具有高分辨力、高精度、高频响等优势，为皮米分辨力、纳米精度光栅位移测量提供了新方法。
其他摘要	本发明公开了一种时空域调制光栅位移传感方法与测量系统，光栅输出信号为时空域传感信号，在时域对时空域传感信号进行位移解调。测量系统包括传感光路、电压调制电路、位移解调电路等，其具体实现方式为：以纳米光栅为测量基准，采用衍射光干涉的对称传感光路设计，实现空域传感信号光学倍频和环境干扰抑制；以周期调制性电压驱动激光二极管，结合介质组件，对空域传感信号施加时域调制，生成时空域传感信号；通过时空域传感信号的时域高频脉冲细分实现位移解调，避免复杂电细分的低响应性和传感信号波形误差引入的细分误差。本发明具有高分辨力、高精度、高频响等优势，为皮米分辨力、纳米精度光栅位移测量提供了新方法。
主权项	一种时空域调制光栅位移传感测量系统，其特征在于，包括光路部分和电路部分，所述光路部分包括光源(1)和第一光电探测器(71)，沿光源(1)的出射光方向依次设置有准直透镜(2)、光阑板(3)、介质组件(4)、指示光栅(5)和标尺光栅(6)，其中，介质组件(4)包括平行设置的第一透明介质(41)和第二透明介质(42)，第一透明介质(41)的折射率Ng和第二透明介质(42)的折射率Nk不相等；所述第一光电探测器(71)用于接收第一光干涉信号，所述第一光干涉信号由穿过第一透明介质(41)光束E1经过指示光栅(5)形成的E1的+1级衍射光和穿过第二透明介质(42)的光束E2经过指示光栅(5)形成的光束E2的-1级衍射光干涉形成，第一光电探测器(71)的输出端和和位移解调电路(9)的输入端连接；所述电路部分包括电压调制电路(8)和位移解调电路(9)，所述电压调制电路(8)的输入端接入外部时钟信号，输出端与光源(1)连接；所述位移解调电路(9)的输入端接入外部时钟信号，且和第一光电探测器(71)的输出端连接。
申请日期	2019-04-29
专利号	CN109916314A
专利状态	申请中
申请号	CN201910357272.X
公开（公告）号	CN109916314A
IPC 分类号	G01B11/02
专利代理人	徐文权
代理机构	西安通大专利代理有限责任公司
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/55334
专题	半导体激光器专利数据库
作者单位	西安交通大学
推荐引用方式 GB/T 7714	叶国永,刘红忠,刘辉,等. 一种时空域调制光栅位移传感方法与测量系统. CN109916314A[P]. 2019-06-21.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN109916314A.PDF（431KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文