飞行时间和光强探测结合的光学频率梳测距装置和方法

摘要

本发明公开了一种飞行时间和光强探测结合的光学频率梳测距装置，包含三个等效的迈克尔逊干涉仪，其中，一个迈克尔逊干涉仪探测光学频率梳的干涉光强，其余两个探测并记录光学频率梳的干涉条纹，本发明中设有两个遮光板S₁和S₂，可以避免脉冲之间的相互干扰。利用干涉光强，可以保证测距精度在纳米量级，探测并记录干涉条纹，进而确定干涉条纹之间的相对位置，可以唯一的确定测距结果，本发明公开相应的测距方法，将光强探测方法和时间飞行法结合起来，改善了光强探测法的非歧义范围，把非歧义范围拓展到理论上的最大值，本发明方法设计简洁，结构简单，易于调节。

主权项

一种飞行时间和光强探测结合的光学频率梳测距装置，其特征在于，包括：光学频率梳、参考反射镜M_R、分束器BS₁、分束器BS₂、目标反射镜M_T1、目标反射镜M_T2、遮光板S₁、遮光板S₂；所述参考反射镜M_R、分束器BS₁、分束器BS₂、目标反射镜M_T1、目标反射镜M_T2构成了三个等效的迈克尔逊干涉仪，所述分束器BS₂位于所述的分束器BS₁和目标反射镜M_T1之间，其中，由参考反射镜M_R、分束器BS₁、分束器BS₂和目标反射镜M_T1构成迈克尔逊干涉仪A，由参考反射镜M_R、分束器BS₁、分束器BS₂和目标反射镜M_T2构成迈克尔逊干涉仪B，由目标反射镜M_T1、B分束器S₂和目标反射镜M_T2构成迈克尔逊干涉仪C；所述遮光板S₁位于分束器BS₂与目标反射镜M_T1之间，所述遮光板S₂位于分束器BS₂与目标反射镜M_T2之间；在所述迈克尔逊干涉仪A和所述迈克尔逊干涉仪B的输出光路上设有一透镜和光电探测器PD₁，所述迈克尔逊干涉仪A用于探测目标反射镜M_T1返回脉冲的空间相对位置，所述迈克尔逊干涉仪B用于探测目标反射镜M_T2返回脉冲的空间相对位置；在所述迈克尔逊干涉仪C的输出光路上设有光电探测器PD₂，所述迈克尔逊干涉仪C用于探测目标反射镜M_T1和目标反射镜M_T2各自返回的脉冲干涉后的光强；所述参考反射镜M_R设在一纳米位移平台PZT1上，所述目标反射镜M_T1设在一纳米位移平台PZT2上；有一示波器，用于显示光电探测器PD₁和光电探测器PD₂的输出电信号。