扫摆式干涉仪控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光电检测领域，具体设及一种扫摆式干设仪控制系统。
【背景技术】
[0002] 傅里叶变换光谱仪具有多通道，高光通量，高光谱分辨率W及高光谱准确度等优 点。其核屯、部件迈克尔逊干设仪，保证了干设信号的形成。为了变换得到光谱图，要求在等 光程差间距采样干设图信号，因此必须有精确的动镜扫描位置测量和速度控制装置。本发 明的发明人长期从事光电检测设备的设计研究工作，并设计了一种新型扫摆式干设仪，其 大致结构如图1所示，该扫摆式干设仪包括一个分束镜曰，两个相互平行且同步转动的反射 镜bl、b2 (W下简称动镜），W及两个后向反射镜cl、c2,平行光束入射到分束镜a上，形成 透射光束和反射光束；透射光束和反射光束分别在两动镜bl、b2之间经过若干次反射，然 后分别垂直照射在两后向反射镜cl、c2上，透射光束和反射光束分别经两后向反射镜反射 后由原路径返回，并在分束镜汇合形成出射平行光束，通过控制两动镜bl、b2的摆动角度 就能改变透射光束与反射光束的光程差。然而，该干设仪在实际引用过程中还需要一套完 善的控制系统对干设仪的扫描速度、扫描距离进行精确控制。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种能够精确控制扫摆式干设仪扫描速度及扫描距离的扫 摆式干设仪控制系统。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供了W下技术方案：一种扫摆式干设仪控制系统，包 括：
[0005] 方向检测单元，用于检测干设仪动镜的摆动方向；
[0006] 中点检测单元，用于检测干设仪零光程差时动镜的位置；
[0007] 速度检测单元，用于检测干设仪光程差的变化速度；
[0008] 距离检测单元，用于检测干设仪光程差的变化量；
[0009] 驱动单元，用于驱动干设仪动镜摆动；
[0010] 单片机，接收所述方向检测单元、中点检测单元、速度检测单元、距离检测单元检 测的动镜运动方向信号、过中点信号、光程差变化速度信号W及光程差变化量信号，并根据 运些信号W及预设的扫描速度和扫描距离来控制驱动单元动作。
[0011] 本发明的技术效果在于：通过各检测单元的采样，获取干设仪动镜的转动方向、中 点位置、扫描速度W及扫描距离，确定干设仪的运动状态，进而确定干设仪的下一步动作过 程，并通过驱动单元来实现下一步动作。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的扫摆式干设仪的结构原理图；
[0013]图2是本发明的一维PSD信号探测和处理模块结构示意图；
[0014] 图3是本发明的结构框图；
[0015] 图4是本发明的单片机结构框图。
【具体实施方式】
[0016] 一种扫摆式干设仪控制系统，包括：
[0017] 方向检测单元，用于检测干设仪动镜bl、b2的摆动方向；
[0018] 中点检测单元，用于检测干设仪22零光程差时动镜bl、b2的位置；
[0019] 速度检测单元，用于检测干设仪22光程差的变化速度；
[0020] 距离检测单元，用于检测干设仪22光程差的变化量；
[0021] 驱动单元35,用于驱动干设仪动镜bl、b2摆动；
[0022] 单片机30,接收所述方向检测单元、中点检测单元、速度检测单元、距离检测单元 检测的动镜bl、b2运动方向信号、过中点信号、光程差变化速度信号W及光程差变化量信 号，并根据运些信号W及预设的目标扫描速度和扫描距离，采用反馈控制方法控制驱动单 元35动作。
[0023] 优选的，如图2、3所示，系统包括兼做方向检测单元和中点检测单元的一维PSD信 号探测和处理模块10,所述一维PSD信号探测和处理模块10包括随动镜bl、b2同步摆动的 平面反射镜12,W及固定设置的一字线型激光器11和一维PSD探测器13,所述一字线型激 光器11发出的激光照射在平面反射镜12上，反射光束再照射在一维PSD探测器13的PSD 光敏面上，当动镜bl、b2位于零光程差位置时，该反射光束照射在所述PSD光敏面的中点； 所述一维PSD探测器13与信号处理电路14相连，由信号处理电路14输出扫描位置信号和 扫描中点脉冲信号，所述扫描位置信号经ADC转换成数字信号后输入单片机30,所述扫描 中点脉冲信号输入单片机30的中断系统。进一步的，所述单片机30通过通信模块与计算 机34互联。
[0024] 作为本发明的优选实施例，一字线型激光器11发出波长650nm的红光激光，线宽 为0. 5mm，发射扇角为5度，照射到平面反射镜12上，反射光束被一维PSD探测器13检测， 实现扫描方向和中点的检测，一字线型激光器11、平面反射镜12、一维PSD探测器13位于 同一水平面内。动镜bl、b2被安装在一矩形框架内部的两侧，在电机的驱动下做往返摇摆 运动，平面反射镜12安装在该矩形框架顶部，随动镜bl、b2同步运动。设PSD的光敏面长 度为以PSD两端输出电流为Ii和I2光束距离检测区中屯、线的距离为X，则有如下公式：
(1).
[00%] 由此公式可计算出X，由PSD信号处理电路14输出的位置信息经过放大电路后输 入至单片机30,由计算机34检测并判断得到干设仪的扫描方向。调整平面反射镜12的位 置，使干设仪的零光程差位置与反射激光经过PSD光敏面时的位置重合，当光束经过PSD光 敏面中点时，两端输出电流相同，经过一个比较电路之后，生成一个中点触发脉冲至单片机 30的中断系统，从而判断出扫描中点。
[0027] 优选的，如图3、4所示，系统包括兼做速度检测单元和距离检测单元的单色激光 干设模块20,所述单色激光干设模块20包括单色激光器21和单色激光干设图探测与处理 模块，所述单色激光器21发出的光束进入干设仪22,经干设调制后的出射光束由单色激光 干设图探测与处理模块接收；
[0028] 所述单色激光干设图探测与处理模块包括用于接收单色激光干设图信号的光电 探测器23,该信号再经放大电路24和滤波电路25处理，输出正弦波信号，该正弦波信号再 经过方波整形电路26变为同周期的方波信号，该方波信号经由触发器构成的脉冲整形电 路27生成过零点脉冲信号，过零点脉冲信号发送至单片机30,单片机对过零点脉冲信号 进行计数，从而得出干设仪光程差变化量；所述过零点脉冲信号同时输入至一个独立的定 时/计数器31，定时/计数器31利用控制系统的时钟作为脉冲计数的基准源，对单位时间 内