第Ξ反射光611传输至所述第Ξ分束镜7形成信号光;该信号光的电场分量可表 示为：
[0024] Es = Es〇cos(2时st+Φ S);
[0025] 其中fs表示信号光的频率；Φβ表示信号光的初始相位。
[00%]参考光经过所述第Ξ分束镜7后分成第四透射光712和第四反射光711两路光，信 号光经过所述第Ξ分束镜7后分成第五透射光722和第五反射光721两路光，其中，所述第四 反射光711与第五透射光722传输至所述第一探测器91的输入端;所述第四透射光712与第 五反射光721传输至所述第二反射镜8,并经过该第二反射镜8反射后传输至所述第二探测 器92的输入端；
[0027]所述第四反射光711与第五透射光722在进入第一探测器91后将在第一探测器91 上发生混频，所述第四透射光712与第五反射光721在进入第二探测器92后将在第二探测器 92上发生混频，并可W导出第一探测器91的输出电流信号ii和第二探测器92的输出电流信 号i2;
[002引
ne
[0030] 其中，B为光电转换系数，在数值上等于一^ η是探测器的量子效率，e是电子电 hv ^ 荷量，hv是单个光子能量。ii和i2表达式的不同之处就在于，交叉项中由第Ξ分束镜7带来的 相位（Φτ-Φκ)在两式中符号相反，根据反射率和透射率相位差为V2可知，电流信号il和i2 有180°的相位差。
[0031] 所述第一探测器91的输出端与所述差分放大器10的一个输入端连接，所述第二探 巧職92与所述差分放大器10的另一个输入端连接。基于电流信号ii和i2有180°的相位差，经 过差分处理后，可W实现输出信号中交流信号的幅值加倍，直流信号被消除。因此，经过差 分放大器10差分处理后可W得到包含物体运动信息的中频电流信号i:
[0032] 1二8己立〇己3〇3；!_打[2?1(争3-片）古+(本广本3)];
[0033] 中频电流信号i最终由数据采集卡完成信号采集并做后续信号处理之后，可^得 到差分信号的频率，即多普勒频率，由于多普勒频率与物体运动速度成正比，所w根据所得 的多普勒频率即可解算出斩波器上待测点的切向运动的速度。
[0034] 综上所述，本发明具有如下有益效果：
[0035] 1、充分利用了激光的光能量，提高了激光测速仪的探测灵敏度和测量精度，使其 在中远距离测量领域变得容易实现；同时光源功率的波动也不会影响测量精度和灵敏度， 运使得测速系统对光源功率稳定性的要求大大降低；
[0036] 2、将本申请微分探测系统应用于激光多普勒测速仪中，可进一步提高激光多普勒 测速仪的灵敏度；
[0037] 3、差分放大器差分所得的电信号实现了输出信号中交流信号的幅值加倍，直流信 号被消除，既放大了包含物体运动信息的中频电流，又大大抑制了探测器的散粒噪声和放 大电路的噪声，可W减少噪声对信号造成的干扰，有效提高测量精度。
[0038] 虽然W上描述了本发明的【具体实施方式】，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理 解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本 领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰W及变化，都应当涵盖在本发明的 权利要求所保护的范围内。
【主权项】
1. 一种用于激光测速仪的微分探测系统，其特征在于:包括激光器、第一分束镜、第二 分束镜、第三分束镜、斩波器、第一反射镜、第二反射镜、第一探测器、第二探测器以及差分 放大器;所述激光器为全固态连续激光器，激光器的单频输出波长为532nm的绿光； 所述第一分束镜设置在所述激光器的前端，所述激光器发出的光束传输至所述第一分 束镜后分成第一透射光和第一反射光两路光;所述第一透射光传输至所述第一反射镜，并 经过该第一反射镜反射后传输至所述第三分束镜形成参考光，所述第一反射镜与第三分束 镜之间设置有一用于调节参考光功率的衰减片;所述第一反射光传输至所述第二分束镜后 分成第二透射光和第二反射光两路光，其中，所述第二反射光为无效光;所述第二透射光传 输至所述斩波器后返回携带有速度信息的散射光，该散射光传输至所述第二分束镜后分成 第三透射光和第三反射光两路光，其中，所述第三透射光为无效光;所述第三反射光传输至 所述第三分束镜形成信号光； 参考光经过所述第三分束镜后分成第四透射光和第四反射光两路光，信号光经过所述 第三分束镜后分成第五透射光和第五反射光两路光，其中，所述第四反射光与第五透射光 传输至所述第一探测器的输入端;所述第四透射光与第五反射光传输至所述第二反射镜， 并经过该第二反射镜反射后传输至所述第二探测器的输入端； 所述第一探测器的输出端与所述差分放大器的一个输入端连接，所述第二探测器与所 述差分放大器的另一个输入端连接。2. 根据权利要求1所述的一种用于激光测速仪的微分探测系统，其特征在于:第一分束 镜、第二分束镜以及第三分束镜的分束比均为50:50,吸收率均为0。
【专利摘要】本发明提供一种用于激光测速仪的微分探测系统，包括激光器，与该激光器光路连接的第一分束镜，与该第一分束镜光路连接的第二分束镜和第一反射镜，与第二分束镜光路连接的第三分束镜和斩波器，与第三分束镜光路连接的第一探测器和第二反射镜，与第二反射镜光路连接的第二探测器，所述第一反射镜与所述第三分束镜光路连接；所述第一探测器的输出端与所述差分放大器的一个输入端连接，所述第二探测器与所述差分放大器的另一个输入端连接。本发明具有如下优点：可以充分利用激光的光能量，可以提高激光测速仪的探测灵敏度和精度，使其在中远距离测量领域变得容易实现。
【IPC分类】G01S17/58
【公开号】CN105487081
【申请号】CN201610009189
【发明人】林军, 吕丹, 徐峰, 李 杰, 黄志明, 刘晓君
【申请人】福建省计量科学研究院, 微测仪器（福州）有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月7日