相位差测量装置及应用该装置的外差干涉测量系统

摘要

一种相位差测量装置及应用所述装置的外差干涉测量系统,利用差动放大器将两个相同振幅的相位调制测试信号和相位调制参考信号相减并放大,或将来自外差干涉仪的光学信号以差动放大器相减并放大,不但降低背景噪声,还将相位调制信号转换成振幅调制信号,以振幅解调装置即时量取振幅大小,通过直接度量其振幅大小而界定相位变化,进而求得相位差值,有效提高测量的速率及灵敏度。

主权项

1．一种相位解调装置，其特征在于：用以测量一固定载波频率的相位调制测试信号Is(ωt)=2k1cos(ωt+φs)和一相同载波频率的相位调制参考信号Ir(ωt)=2k2cos(ωt+φr)之间的相位差，而Δφ=φs-φr，所述两相位调制信号分别包括载波频率和时间乘积项以及相位项的函数，所述测量装置包括：二个自动增益控制装置，分别用来调整二相位调制信号的振幅，使二相位调制信号的振幅大小相等(k1=k2=k)；一差动放大器，将分别来自二个自动增益控制装置的二相位调制信号相减并放大，以获得一振幅调制的输出信号，所述输出信号的振幅正比于包括频率与时间乘积的函数以及相位差函数的乘积；一信号处理装置，包括一振幅解调装置，用以解调度量所述差动放大器输出的所述振幅调制输出信号振幅大小和/或其变化量，由此，所述差动放大器输出信号中所包含的相位差Δφ和/或其变化量由振幅解调装置自所述振幅调制输出信号的振幅大小$\left|4\gamma k\sin \left(\frac{\mathrm{\Delta \phi }}{2}\right)\right|$ 得出。