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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.
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CN109916314A.PDF(431KB)专利 开放获取CC BY-NC-SA请求全文
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