远距离激光外差干涉测距结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种距离检测结构，尤其涉及一种远距离激光外差干涉测距结构。
【背景技术】
[0002]目前，激光测距技术主要是半导体激光强度调制连续相位测距和激光脉冲测距，其中连续激光相位测距精度高，但受功率，能量等影响，测量的距离短；而脉冲激光测距测量距离远，但由于采用计脉冲个数，因此，测量精度相对比较低，同时工作距离越远需要脉冲激光功率越高。而现有干涉激光测距方面的报道均为高精度测量，如中国专利号为200910071861.8，申请日为2009年4月23日的专利“基于偏振态调控与波长合成的双频激光测距方法与装置”，尽管测量精度达um甚至nm量级，但其工作距离仅数十米，且结构复杂，实现尤其困难，不能满足工作距离数千米甚至几十千米的工作要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是为解决目前连续激光测距功率小，工作距离近，同时，脉冲激光功率高而测量精度低的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种远距离激光外差干涉测距结构，光纤激光器输出端连接第一光纤分束器输入端，第一光纤分束器的一个输出端通过参考光路连接第二光纤分束器的输入端，第一光纤分束器的另一个输出端连接光纤声光调制器的光信号输入端，光纤声光调制器的电信号输入端连接声光驱动控制器输出端，声光驱动控制器输入端连接信号触发器输出端，光纤声光调制器的输出端连接第三光纤分束器输入端，第三光纤分束器的一个输出端连接第一光纤合束器的一个输入端，第三光纤分束器的另一个输出端连接光学发射天线输入端，光学发射天线输出的光照射到测量目标，测量目标将光反射回光学接收天线；光学接收天线的输出端连接第二光纤合束器的一个输入端，第二光纤分束器的一个输出端连接第一光纤合束器的另一个输入端，第一光纤合束器的输出端连接第一探测器的输入端，第一探测器的一个输出端连接周期计数器的输入端，第一探测器的另一个输出端连接相位解调器的一个输入端，周期计数器的输出端连接存储显示器的一个输入端；第二光纤分束器的另一输出端连接第二光纤合束器的另一输入端，第二光纤合束器的输出端连接第二探测器的输入端，第二探测器的输出端连接相位解调器的另一输入端，相位解调器的输出端连接存储显示器的另一输入端，第二探测器的另一输出端连接周期计数器的另一输入端；通过对比所述第一探测器和第二探测器输出的信号光的周期数和相位进行距离计算。
[0005]进一步地，所述光纤激光器为可调谐窄线宽保偏及稳频激光器，线宽小于100Hz，波长为1550nmo
[0006]进一步地，所述光纤声光调制器为声光移频器。
[0007]进一步地，所述相位解调器为相位比较器。
[0008]进一步地，所述第一、第二和第三光纤分束器的分光比均为50%，且均为保偏器件。
[0009]进一步地，所述光学发射天线为望远系统。
[0010]进一步地，所述测量目标为玻璃或铝板。
[0011]进一步地，所述第一和第二光纤合束器为保偏器件。
[0012]进一步地，所述周期计数器为数字计数器。
[0013]本实用新型采用光纤声光调制器进行调制，使信号光进行频移，此后会与参考光形成外差干涉信号，通过第一探测器和第二探测器分别记录下各个时刻的外差干涉信号，通过对比第一探测器和第二探测器中干涉正弦信号的周期和相位即可进行高精度距离计算。由于系统采用干涉结构，因此通过测量信号光拍频，可以极大地提高系统的探测能力，兼具半导体激光强度调制测距的高精度以及脉冲激光测距的远距离优点，可以在小功率条件下实现远距离高精度检测，同时光学结构简单，具有良好的环境适应性。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型原理框图；
[0015]图2为远距离相位测距原理图。
[0016]图中:1.光纤激光器；2.第一光纤分束器；3.参考光路；4.第二光纤分束器；5.光纤声光调制器；6.第三光纤分束器；7.第一光纤合束器；8.第二光纤合束器；9.光学发射天线；10.光学接收天线；11.测量目标；12.声光驱动控制器；13.周期计数器；14.相位解调器；15信号触发器；16.第一探测器；17.第二探测器；18存储显示器。
【具体实施方式】
[0017]现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，且其不应理解为对本实用新型的限制。
[0018]如图1所不，光纤激光器I输出端连接第一光纤分束器2输入端，光纤激光器I为可调谐窄线宽保偏及稳频激光器，线宽小于100Hz，波长为1550nm，频率稳定度为10 7，功率稳定度为1% ;第一光纤分束器2为分光比50%的保偏器件，第一光纤分束器2的一个输出端通过参考光路3连接第二光纤分束器4的输入端，第二光纤分束器4为分光比50%的保偏器件，第一光纤分束器2的另一个输出端连接光纤声光调制器5的光信号输入端，光纤声光调制器5用于产生外差移频信号，把从第一光纤分束器2输入的光在声光驱动控制器12的驱动下产生移频信号，光纤声光调制器5的电信号输入端连接声光驱动控制器12输出端，声光驱动控制器12在信号触发器15的触发下，驱动光纤声光移频器5 ;声光驱动控制器12输入端连接信号触发器15输出端，信号触发器15为声光驱动控制器12提供触发信号，光纤声光调制器5的输出端连接第三光纤分束器6输入端，第三光纤分束器6为分光比50%的保偏器件，第三光纤分束器6的一个输出端连接第一光纤合束器7的一个输入端，第一光纤合束器7为保偏器件，第三光纤分束器6的另一个输出端连接光学发射天线9输入端，光学发射天线10为望远系统，对进入的光进行准直，使其输出光为平行光，光学发射天线9输出的光照射到测量目标11，测量目标11为玻璃或铝板等反射介质，测量目标11将光反射回光学接收天线10 ;光学接收天线10的输出端连接第二光纤合束器8的一个输入端，第二光纤合束器8为保偏器件，第二光纤分束器4的一个输出端连接第一光纤合束器7的另一个输入端，第一光纤合束器7的输出端连接第一探测器16的输入端，第一探测器16的一个输出端连接周期计数器13的输入端，第一探测器16的另一个输出端连接相位解调器14的一个输入端，周期计数器13的输出端连接存储显示器18的一个输入端；第二光纤分束器4的另一输出端连接第二光纤合束器8的另一输入端，第二光纤合束器8的输出端连接第二探测器17的输入端，第二探测器17的输出端连接相位解调器14的另一输入端，相位解调器14的输出端连接存储显示器18的另一输入端，第二探测器17的另一输出端连接周期计数器13的另一输入端。
[0019]第二光纤分束器4将参考光路3的输出光分为两束，一束进入第一光纤合束器7，在其中与第三光纤分束器6分出的一束光相干涉，另一路则进入第二光纤合束器8，在第二光纤合束器8中与来自光学接收天线10的光进行混频干涉。
[0020]第一光纤合束器7将来自第二光纤分束器4和第三光纤分束器6的光进行混频干涉，在第一光纤合束器7的输出端形成的干涉场传递至第一探测器16的输入端。
[0021]第二光纤合束器8接收光学接收天线10的输出信号以及第二光纤分束器4的另一输出信号