專利名稱：基于Zeeman－雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于Zeeman-雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀屬于激光測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)激光器輸出光被外界物體反射或散射后，部分光將返回激光器諧振腔內(nèi)與腔內(nèi)光束相混合而引起激光器的輸出光強(qiáng)的變化，該現(xiàn)象被稱作光回潰現(xiàn)象(self-mixing interference)或光回潰(optical feedback)。King于1963年首次報(bào)道了光回潰現(xiàn)象。光回潰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，一般僅由一個(gè)激光器和待測(cè)物體組成。光回潰信號(hào)的兩個(gè)基本特征為1.外部反射鏡或散射物每移動(dòng)半個(gè)光波波長(zhǎng)的位移，激光器光強(qiáng)化一個(gè)條紋；2.條紋的波動(dòng)深度與傳統(tǒng)的雙光束干涉系統(tǒng)相當(dāng)。
Rudd對(duì)CO2激光器的光回潰特性進(jìn)行了研究，并首次將光回潰應(yīng)用于速度測(cè)量。研究者們隨后基于以上現(xiàn)象對(duì)光回潰現(xiàn)象進(jìn)行了大量的研究，研究重點(diǎn)主要集中在基于光回潰現(xiàn)象的形貌測(cè)量、位移和距離的測(cè)量、速度和振動(dòng)測(cè)量以及線寬測(cè)量等。同時(shí)人們也建立了一系列的理論模型對(duì)回潰中出現(xiàn)的各類現(xiàn)象進(jìn)行了分析和解釋。
光回潰測(cè)試技術(shù)大部分的研究都集中于半導(dǎo)體激光器中的光回潰現(xiàn)象的研究。半導(dǎo)體激光器中的光回潰現(xiàn)象比較復(fù)雜，可以根據(jù)回潰系數(shù)C的不同而分為四種光回潰水平A.很弱光回潰(C＝1)，回潰信號(hào)為余弦波形；B.弱光回潰(0.1＜C＜1)，回潰信號(hào)為類鋸齒波波形；C.中等光回潰(1＜C＜4.6)，回潰信號(hào)為類鋸齒波波形，激光器出現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)；D.強(qiáng)光回潰(C＞4.6)，回潰過強(qiáng)，不能用于干涉測(cè)量。
而以往研究者應(yīng)用光回潰現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)距時(shí)，主要是利用半導(dǎo)體激光器中的模跳現(xiàn)象。而模跳現(xiàn)象的發(fā)生則依賴于光回潰的水平。如果光回潰水平過低，則沒有模跳現(xiàn)象而使得測(cè)量無法進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高，并且無需控制光回潰水平的光回潰測(cè)距儀。本發(fā)明特征在于，它含有含有光源部分、測(cè)量部分和信號(hào)處理部分，其中，光源部分，是一個(gè)小頻差的雙頻激光器，該雙頻激光器包括激光增益管，內(nèi)部充有HeNe混合氣體；尾光輸出鏡，位于所述激光增益管的尾光輸出側(cè)；
增透窗片，位于所述激光增益管的主輸出光一側(cè)；機(jī)械式應(yīng)力施加裝置，沿垂直于激光增益管軸的方向安裝，用于對(duì)增透窗片施加一個(gè)應(yīng)力；主光束輸出鏡，位于增透窗片的主輸出光出射側(cè)，輸出兩正交偏振光，即平行光和垂直光；橫向磁場(chǎng)發(fā)生器，位于與所述激光增益管的軸向平行的兩側(cè)，用于向激光增益管施加平行或垂直于上述應(yīng)力方向的橫向磁場(chǎng)；驅(qū)動(dòng)部件(7)，固定在尾光輸出鏡上，用于驅(qū)動(dòng)尾光輸出鏡運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)腔調(diào)諧；測(cè)量部分，有一個(gè)固定在待測(cè)物體上的驅(qū)動(dòng)部件(9)，在所述驅(qū)動(dòng)部件(9)上固定一個(gè)反射鏡，所述反射鏡被驅(qū)動(dòng)沿著激光器主光束出射的方向運(yùn)動(dòng)，使入射到待測(cè)物體上的兩束正交的偏振光被反射回激光器諧振腔分別與腔內(nèi)的兩束正交的偏振光混合，引起兩束正交的偏振光各自的光強(qiáng)波動(dòng)；信號(hào)處理部分，包括Wollaston棱鏡，位于尾光輸出鏡的另一側(cè)，用于將兩束正交的偏振光分開；兩個(gè)光電探測(cè)器，位于Wollaston棱鏡的另一側(cè)，用來檢測(cè)Wollaston棱鏡所分開的兩束正交的偏振光光強(qiáng)的變化；信號(hào)處理裝置，為具有信號(hào)采集，分析以及顯示功能的計(jì)算機(jī)，用于對(duì)上述光電探測(cè)器接受的信號(hào)進(jìn)行處理，求得光強(qiáng)調(diào)制深度以計(jì)算出待測(cè)物體距離光源的距離。
所述機(jī)械式應(yīng)力施加裝置是鑲有螺釘?shù)募恿Νh(huán)。所述橫向磁場(chǎng)發(fā)生器是兩塊永久磁鐵。所述的驅(qū)動(dòng)部件是壓電陶瓷。
實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明所提供的基于Zeeman-雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀所用光源為短腔長(zhǎng)的雙頻HeNe激光器，無論外界反射物表面情況如何，該激光器都將工作在很弱光回潰水平下，因此應(yīng)用該激光器的光回潰系統(tǒng)，無需控制光回潰水平，達(dá)到了預(yù)期的目的。


圖1是本發(fā)明所述基于Zeeman-雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是腔調(diào)諧過程中兩垂直偏振光的回潰曲線圖(a)外腔長(zhǎng)l＝310mm；(b)外腔l＝335mm；(c)外腔長(zhǎng)l＝360mm；(d)外腔長(zhǎng)l＝385mm。
圖3是MDmin/MS隨外腔長(zhǎng)變化實(shí)驗(yàn)及模擬曲線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的裝置如圖1所示，1為HeNe激光器的尾光輸出鏡，其反射率一般為99.8％，2為激光器的增益管，內(nèi)部充有HeNe的混合氣體，3為激光器的增透窗片，4為激光器的主光束輸出鏡，反射率一般為98％。1，2，3和4共同組成了一只HeNe激光器的主體，腔長(zhǎng)為155mm。本發(fā)明所使用的光源為小頻差的雙頻激光器，通過機(jī)械式應(yīng)力施加裝置5對(duì)現(xiàn)有激的主體，腔長(zhǎng)為155mm。本發(fā)明所使用的光源為小頻差的雙頻激光器，通過機(jī)械式應(yīng)力施加裝置5對(duì)現(xiàn)有激光器窗片3施加一應(yīng)力來產(chǎn)生雙折射效應(yīng)。該機(jī)械式應(yīng)力施加裝置為一個(gè)鑲有一個(gè)螺釘?shù)募恿Νh(huán)，調(diào)節(jié)螺釘?shù)乃删o可以調(diào)節(jié)應(yīng)力的大小。激光增益管兩側(cè)放置橫向磁場(chǎng)發(fā)生器6，它由兩塊永久磁鐵共同組成。橫向磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生的橫向磁場(chǎng)方向平行或垂直于上述應(yīng)力的方向，磁場(chǎng)的加入可以大大減小雙頻激光器中兩頻率的模競(jìng)爭(zhēng)以實(shí)現(xiàn)小頻差的輸出。7為安裝在尾光輸出鏡1上面的壓電陶瓷，用來對(duì)激光器進(jìn)行腔調(diào)諧。1-7七個(gè)部件組成了一只雙折射一塞曼雙頻激光器，該激光器將輸出兩線性垂直偏振光。本實(shí)驗(yàn)裝置所用的雙頻激光器兩線性垂直偏振光的頻差為6.7MHz。8為外腔反射鏡，在實(shí)際應(yīng)用中，該反射鏡為待測(cè)物體。壓電陶瓷9驅(qū)動(dòng)反射鏡8沿著光線方向移動(dòng)。8和9兩個(gè)元件組成了光回潰系統(tǒng)的外腔。激光器的尾光經(jīng)Wollaston棱鏡10分為兩束正交的偏振光，兩束正交的偏振光分別由探測(cè)器11和12進(jìn)行探測(cè)，所得兩光電信號(hào)由計(jì)算機(jī)13進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)13通過軟件編程的方式實(shí)現(xiàn)集信號(hào)采集、信號(hào)分析以及測(cè)量結(jié)果顯示的功能。整個(gè)系統(tǒng)可以分為三部分14為光源部分，15為測(cè)量部分即光回潰系統(tǒng)的外腔，16為信號(hào)處理部分。
本發(fā)明原理如下。根據(jù)激光原理可知，激光器相鄰兩縱模的縱模間隔為Δ＝c/2L，(1)c為光在真空中的速度，L為激光器的腔長(zhǎng)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中所使用的155mm的長(zhǎng)的激光器，其縱模間隔為968MHz，該值小于0.6328μmHeNe激光器的多普勒展寬寬度1500MHz，故該激光器可以工作在雙縱?；騿慰v模狀態(tài)下。對(duì)于工作在單縱模條件下的Zeeman-雙折射雙頻激光器，它輸出兩個(gè)垂直偏振的頻率，平行于磁場(chǎng)方向偏振的頻率稱為平行光，而垂直于磁場(chǎng)方向偏振的頻率稱為垂直光。我們此處僅考慮平行光的光強(qiáng)特性(對(duì)于垂直光的光強(qiáng)特性也可以用類似的方法推倒，此處不再詳述)。平行光的光強(qiáng)可用下式表達(dá)I∥＝I0∥[1-mcos()]， (2)I0∥為激光器中的平行光在無光回潰條件下的光強(qiáng)。＝4πvl/c為光在外腔行進(jìn)一個(gè)來回所產(chǎn)生的相位差。l為激光器的外腔長(zhǎng)，v為激光器平行光的頻率。m為回潰信號(hào)的調(diào)制系數(shù)。由公式2可知對(duì)于光回潰系統(tǒng)，外腔長(zhǎng)每變化半個(gè)波長(zhǎng)，激光器的光強(qiáng)變化一個(gè)周期。
激光器中光強(qiáng)的調(diào)制深度可以如下定義M=Imax-IminImax+Imin,---(3)]]>其中Imax和Imin分別為激光器輸出光光強(qiáng)的最大值和最小值。當(dāng)Zeeman-雙折射雙頻激光器工作在單縱模狀態(tài)時(shí)，根據(jù)公式2和3可以求得其輸出的平行光的光強(qiáng)調(diào)制深度MS＝m，即為回潰信號(hào)的調(diào)制系數(shù)。而當(dāng)Zeeman-雙折射雙頻激光器工作在雙縱模狀態(tài)時(shí)，每個(gè)模式都是由兩個(gè)互相垂直偏振的頻率組成。此處我們?nèi)灾谎芯科叫泄獾墓鈴?qiáng)特性。激光器中相鄰兩縱模中平行偏振的兩頻率各自光強(qiáng)Iq∥和Iq+1∥可以分別表示為Iq∥＝I0[1-κmcos()]， (4) I0為q階模中的平行光在無光回潰時(shí)的光強(qiáng)，ε為q+1階模中的平行光在無光回潰時(shí)的光強(qiáng)與q階模中的平行光在無光回潰時(shí)的光強(qiáng)的比值。κ為兩相鄰平行光間的耦合系數(shù)，為一常數(shù)。Δ為兩相鄰平行光間的頻差，即激光器的縱模間隔。此時(shí)平行光的總光強(qiáng)為兩平行光的各自光強(qiáng)的和，即 根據(jù)公式6和3，可以計(jì)算出此時(shí)平行光的光強(qiáng)調(diào)制深度為MD=km(1+ϵ)1+2cos(2πlL)ϵ+ϵ2,---(7)]]>當(dāng)ε＝1，公式7有最小值，該值為MDmin=km|cos(πlL)|,---(8)]]>ε＝1所指的是兩相鄰平行光在無光回潰時(shí)光強(qiáng)相等，即激光器腔內(nèi)兩縱模恰好關(guān)于激光增益曲線中心頻率對(duì)稱。將MS＝m帶入公式8可以得到MDminMS=k|cos(πlL)|.---(9)]]>其中MDmin和MS均可以通過實(shí)驗(yàn)獲得?？梢酝ㄟ^將激光器調(diào)諧為兩等高縱模狀態(tài)時(shí)，求此時(shí)的激光器光回潰信號(hào)的光強(qiáng)調(diào)制深度而獲得MDmin。而通過將激光器調(diào)諧為單縱模狀態(tài)時(shí)，求激光器光回潰信號(hào)的光強(qiáng)調(diào)制深度即可獲得MS。k和L均為常數(shù)，因此我們只需求得MDmin和MS，便可以求得激光器外腔長(zhǎng)l，從而確定外腔反射鏡的位置而實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量。而且由公式9可知，l為L(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，MDmin/MS的值最大，說明此時(shí)外腔光束與內(nèi)腔光束干涉條件比較好，光強(qiáng)的波動(dòng)深度并不因激光器由相干長(zhǎng)度很好的單縱模變?yōu)橄喔砷L(zhǎng)度較差的雙縱模而明顯變化。而當(dāng)l為L(zhǎng)/2的奇數(shù)倍時(shí)，MDmin/MS的值最小且為零，說明此時(shí)外腔光束與內(nèi)腔光束干涉條件非常差，光強(qiáng)的波動(dòng)深度會(huì)因激光器由相干長(zhǎng)度很好的單縱模變?yōu)橄喔砷L(zhǎng)度較差的雙縱模而明顯變化。因此在不同的外腔長(zhǎng)條件對(duì)應(yīng)不同的MDmin/MS，這就是利用腔調(diào)諧的手段改變激光器振蕩模式，求得不同模式下的光強(qiáng)調(diào)制深度而實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量的原理。
在激光器腔調(diào)諧的過程中，同時(shí)對(duì)激光器進(jìn)行光回潰，此時(shí)獲得的光回潰信號(hào)如圖2所示。實(shí)驗(yàn)中腔調(diào)諧信號(hào)和外腔反射鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)均為三角波，但腔調(diào)諧信號(hào)的周期為外腔反射鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)周期的150倍，即腔調(diào)諧的過程相比于光回潰的過程要緩慢的多。這樣激光器縱模在增益曲線范圍內(nèi)的不同位置處時(shí)，我們都可以獲得若干個(gè)周期的光回潰信號(hào)用以分析激光器的光強(qiáng)調(diào)制深度。圖2中各圖中，上部的曲線表示平行光光強(qiáng)變化曲線，圖中部的曲線表示垂直光光強(qiáng)變化曲線，圖下部的三角波信號(hào)為回潰鏡的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖中平行光信號(hào)向上平移了3500mV以便與垂直光曲線相區(qū)分。各圖中的區(qū)域A為激光器工作在單縱模條件時(shí)的回潰曲線圖，而區(qū)域B為激光器工作在雙縱模條件時(shí)的回潰曲線圖。
圖2(a)為外腔長(zhǎng)l＝310mm時(shí)的激光器在腔調(diào)諧過程中兩垂直偏振光的回潰曲線圖。此時(shí)外腔長(zhǎng)l＝2L，為激光器腔長(zhǎng)的兩倍。圖中的每個(gè)光強(qiáng)條紋都對(duì)應(yīng)著外腔長(zhǎng)半個(gè)光波長(zhǎng)的變化。由圖可見，無論是平行光曲線還是垂直光曲線，二者在腔調(diào)諧的過程光強(qiáng)調(diào)制深度無明顯變化，在整個(gè)增益曲線范圍內(nèi)兩光光強(qiáng)波動(dòng)幅值都比較大，而且幅值相差不大。而圖2(b)則是外腔長(zhǎng)l＝335mm時(shí)的激光器在腔調(diào)諧過程中兩垂直偏振光的回潰曲線圖。此時(shí)外腔長(zhǎng)l＝2.2L，即外腔長(zhǎng)稍大于激光器腔長(zhǎng)的兩倍。圖2(b)中的光強(qiáng)曲線在激光器工作在雙縱模時(shí)(即區(qū)域B)時(shí)，兩光光強(qiáng)調(diào)制深度相比于圖2(a)有一些下降。而圖2(c)則是為外腔長(zhǎng)l＝360mm時(shí)的激光器在腔調(diào)諧過程中兩垂直偏振光的回潰曲線圖。此時(shí)外腔長(zhǎng)l＝2.3L。相比于前兩圖，圖2(c)中的光強(qiáng)曲線在激光器工作在雙縱模平均光強(qiáng)相等時(shí)(即區(qū)域B中光強(qiáng)調(diào)制幅度最小區(qū)域位置處)，兩光的光強(qiáng)調(diào)制深度都有較明顯下降。而圖2(d)則是為外腔長(zhǎng)l＝385mm時(shí)的激光器在腔調(diào)諧過程中兩垂直偏振光的回潰曲線圖。此時(shí)外腔長(zhǎng)l＝2.5L，即外腔長(zhǎng)為激光器半個(gè)腔長(zhǎng)長(zhǎng)度奇數(shù)倍，相比于前三圖，圖2(d)中的光強(qiáng)曲線在激光器工作在雙縱模條件下時(shí)，光強(qiáng)調(diào)制深度在較大區(qū)域范圍內(nèi)變化都不是很大，并且在激光器雙縱模平均光強(qiáng)相等時(shí)，平行光光強(qiáng)調(diào)制深度幾乎為零，這與公式9相符合。
縱觀上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)外腔長(zhǎng)l為激光器腔長(zhǎng)L的整數(shù)倍時(shí)，激光器無論是工作在單縱模還是雙縱模，光強(qiáng)的波動(dòng)深度都比較大，而且波動(dòng)深度不因激光器模式而明顯變化。而當(dāng)外腔長(zhǎng)l為激光器腔長(zhǎng)L一半的奇數(shù)倍時(shí)，激光器工作在單縱模時(shí)的光強(qiáng)調(diào)制深度整體上要遠(yuǎn)好于激光器工作在雙縱模時(shí)的光強(qiáng)調(diào)制深度，這與理論分析部分中關(guān)于公式9的討論是相吻合的。
隨著外腔長(zhǎng)的進(jìn)一步增大，激光器工作在雙縱模條件下的光強(qiáng)調(diào)制深度整體上也將會(huì)逐漸增大，直到外腔長(zhǎng)長(zhǎng)度等于激光器腔長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，激光器工作在雙縱模條件下時(shí)光強(qiáng)調(diào)制深度整體上又開始逐漸減小。鑒于篇幅的限制，外腔長(zhǎng)l大于激光器腔長(zhǎng)2.5倍以后的光的回潰曲線圖不再給出。由實(shí)驗(yàn)中所得的曲線，我們可以分別計(jì)算出在不同外腔長(zhǎng)條件下的MDmin和MS，這樣我們就可以描繪出MDmin/MS隨外腔長(zhǎng)變化曲線圖，如圖3中星點(diǎn)圖所示。圖中的連續(xù)曲線為根據(jù)公式9所作出的理論曲線。圖3中實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果整體上吻合，因此激光器光強(qiáng)因外腔長(zhǎng)與激光器腔長(zhǎng)比例關(guān)系的不同，而導(dǎo)致的當(dāng)激光器在腔調(diào)諧的過程中光強(qiáng)波動(dòng)深度明顯變化的現(xiàn)象可以用于距離測(cè)量。由于對(duì)于特定的MDmin/MS值，根據(jù)公式9將會(huì)有多個(gè)解，各個(gè)解之間相差半個(gè)激光器腔長(zhǎng)的整數(shù)倍。因此本系統(tǒng)的距離測(cè)量的范圍為半個(gè)激光器腔長(zhǎng)。當(dāng)首先知道待測(cè)物體在激光器若干個(gè)半個(gè)激光器腔長(zhǎng)以外時(shí)，可以通過計(jì)算MDmin/MS的比值，利用公式9計(jì)算獲得外腔長(zhǎng)度，從而確定待測(cè)物體的位置。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于Zeeman-雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀由光源，測(cè)量部分和信號(hào)處理3個(gè)部分組成。測(cè)量過程中，通過激光器腔調(diào)諧實(shí)現(xiàn)激光器內(nèi)腔模式的變換，同時(shí)對(duì)激光器進(jìn)行光回潰信號(hào)的探測(cè)。激光器工作在雙縱模時(shí)的光強(qiáng)調(diào)制深度與工作在單模時(shí)的光強(qiáng)調(diào)制深度的差別與外腔長(zhǎng)有關(guān)。當(dāng)外腔長(zhǎng)為激光器腔長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，該調(diào)制深度差別最??；而當(dāng)外腔長(zhǎng)逐漸偏離激光器腔長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，該調(diào)制深度差別逐漸變大。本發(fā)明利用該特性來確定外腔反射鏡位置而實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的光回潰測(cè)距儀是一種結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單緊湊，并且無需控制光回潰水平的激光測(cè)距儀。
權(quán)利要求
1.基于Zeeman-雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀，其特征在于，含有光源部分、測(cè)量部分和信號(hào)處理部分，其中，光源部分，是一個(gè)小頻差的雙頻激光器，該雙頻激光器包括激光增益管，內(nèi)部充有HeNe混合氣體；尾光輸出鏡，位于所述激光增益管的尾光輸出側(cè)；增透窗片，位于所述激光增益管的主輸出光一側(cè)；機(jī)械式應(yīng)力施加裝置，沿垂直于激光增益管軸的方向安裝，用于對(duì)增透窗片施加一個(gè)應(yīng)力；主光束輸出鏡，位于增透窗片的主輸出光出射側(cè)，輸出兩正交偏振光，即平行光和垂直光；橫向磁場(chǎng)發(fā)生器，位于與所述激光增益管的軸向平行的兩側(cè)，用于向激光增益管施加平行或垂直于上述應(yīng)力方向的橫向磁場(chǎng)；驅(qū)動(dòng)部件(7)，固定在尾光輸出鏡上，用于驅(qū)動(dòng)尾光輸出鏡運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)腔調(diào)諧；測(cè)量部分，有一個(gè)固定在待測(cè)物體上的驅(qū)動(dòng)部件(9)，在所述驅(qū)動(dòng)部件(9)上固定一個(gè)反射鏡，所述反射鏡被驅(qū)動(dòng)沿著激光器主光束出射的方向運(yùn)動(dòng)，使入射到待測(cè)物體上的兩束正交的偏振光被反射回激光器諧振腔分別與腔內(nèi)的兩束正交的偏振光混合，引起兩束正交的偏振光各自的光強(qiáng)波動(dòng)；信號(hào)處理部分，包括Wollaston棱鏡，位于尾光輸出鏡的另一側(cè)，用于將兩束正交的偏振光分開；兩個(gè)光電探測(cè)器，位于Wollaston棱鏡的另一側(cè)，用來檢測(cè)Wollaston棱鏡所分開的兩束正交的偏振光光強(qiáng)的變化；信號(hào)處理裝置，為具有信號(hào)采集，分析以及顯示功能的計(jì)算機(jī)，用于對(duì)上述光電探測(cè)器接受的信號(hào)進(jìn)行處理，求得光強(qiáng)調(diào)制深度以計(jì)算出待測(cè)物體距離光源的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的基于Zeeman-雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀，其特征在于，所述機(jī)械式應(yīng)力施加裝置是鑲有螺釘?shù)募恿Νh(huán)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于Zeeman-雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀，其特征在于，所述橫向磁場(chǎng)發(fā)生器是兩塊永久磁鐵。
4.如權(quán)利要求1所述的基于Zeeman-雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)部件是壓電陶瓷。
全文摘要
基于Zeeman－雙折射雙頻激光器的光回潰測(cè)距儀屬于激光測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于，該測(cè)距儀由光源，測(cè)量部分和信號(hào)處理3個(gè)部分組成。測(cè)量過程中，通過激光器腔調(diào)諧實(shí)現(xiàn)激光器內(nèi)腔模式的變換，同時(shí)對(duì)激光器進(jìn)行光回潰信號(hào)的探測(cè)。激光器工作在雙縱模時(shí)的光強(qiáng)調(diào)制深度與工作在單模時(shí)的光強(qiáng)調(diào)制深度的差別與外腔長(zhǎng)有關(guān)。當(dāng)外腔長(zhǎng)為激光器腔長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，該調(diào)制深度差別最小；而當(dāng)外腔長(zhǎng)逐漸偏離激光器腔長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)，該調(diào)制深度差別逐漸變大。本發(fā)明利用該特性來確定外腔反射鏡位置而實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的光回潰測(cè)距儀是一種結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單緊湊，并且無需控制光回潰水平的激光測(cè)距儀。
文檔編號(hào)G01S17/08GK1664613SQ20051001151
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者劉剛, 張書練 申請(qǐng)人:清華大學(xué)