一种基于非对称干涉结构的位移检测系统及其检测方法与流程

文档序号:21106603发布日期:2020-06-16 21:21阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于非对称干涉结构的位移检测系统,其特征在于,所述位移检测系统包括检测光源、光学模块、位移监测模块和光电探测模块,所述光学模块包括第一端口、第二端口和第三端口,所述第一端口的输入光经第二端口输出,所述第二端口的输入光经第三端口输出,所述第一端口连接检测光源,所述第三端口连接光电探测模块,所述位移监测模块与待测物体固定连接,

所述位移监测模块包括:第一反射面和第二反射面,所述第一反射面和第二反射面与第二端口的端面平行;第一垂直距离不等于第二垂直距离,所述第一垂直距离为所述第一反射面与第二端口之间的垂直距离,所述第二垂直距离为所述第二反射面与第二端口之间的垂直距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于非对称干涉结构的位移检测系统,其特征在于,所述光学模块为光纤环形器。

3.根据权利要求1所述的一种基于非对称干涉结构的位移检测系统,其特征在于,所述第二端口的端面为光纤端面。

4.根据权利要求3所述的一种基于非对称干涉结构的位移检测系统,其特征在于,所述第二端口的端面镀有第一薄膜材料,所述第一薄膜材料的反射率为0.03~0.5。

5.根据权利要求1所述的一种基于非对称干涉结构的位移检测系统,其特征在于,所述第一垂直距离与第二垂直距离之间差值的绝对值范围为1μm~300μm。

6.根据权利要求1所述的一种基于非对称干涉结构的位移检测系统,其特征在于,所述第一反射面镀有第二薄膜材料,所述第二薄膜材料的反射率为0.04~1。

7.根据权利要求1所述的一种基于非对称干涉结构的位移检测系统,其特征在于,所述第二反射面镀有第三薄膜材料,所述第三薄膜材料的反射率为0.04~1。

8.根据权利要求1所述的一种基于非对称干涉结构的位移检测系统,其特征在于,所述检测光源为可调谐激光器。

9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的位移检测系统的检测方法,其特征在于,所述检测方法包括如下步骤:

所述位移监测模块位于参考点位置时,获取所述第三端口输出的参考光强信号,对所述参考光强信号进行快速傅里叶变换,以获取所述参考光强信号的快速傅里叶变换曲线的幅值及空间频率;

利用所述位移监测模块进行待测物体位移测量时,获取所述第三端口输出的实测光强信号,对所述实测光强信号进行快速傅里叶变换,以获取所述实测光强信号的快速傅里叶变换曲线的幅值及空间频率,对比所述参考光强信号的快速傅里叶变换曲线的幅值及空间频率,以获取待测物体相对于参考点的位移。


技术总结
本发明公开了一种基于非对称干涉结构的位移检测系统及其检测方法,其包括检测光源、光学模块、位移监测模块和光电探测模块,光学模块包括第一端口、第二端口和第三端口,第一端口连接检测光源,第三端口连接光电探测模块,位移监测模块与待测物体固定连接,位移监测模块为包括第一反射面和第二反射面的阶梯型结构,其通过可实现光纤环形器功能的光学模块和具有阶梯型结构的位移监测模块,阶梯型结构反射面将光反射使其返回第二端口并与其端面的反射光叠加形成干涉信号,通过分析干涉信号以获取待测物体的位移信息,可实现平行和垂直于第二端口端面方向的位移测量,从而拓宽了基于光学结构的位移传感器的适用范围。

技术研发人员:徐志林;王子豪;喻立;石易;涂良成
受保护的技术使用者:华中科技大学
技术研发日:2020.03.12
技术公布日:2020.06.16
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