《光电测量技术》(第八章)范本.ppt

光电信息测控技术与装备研究所 * M1(r=1) 主动媒介（He-Ne） M2(r=1) 顺时针 逆时针 Ω M3，P 光电探测器 RLG FOG 顺时针 逆时针 Ω 光源 PD BS 光纤环 光电信息测控技术与装备研究所 * 光源 BS′ BS BS E E′ CW 光源 BS′ BS BS E E′ CCW 光电信息测控技术与装备研究所 * M1 平面镜 PZD腔激励器 M2 凹面反射镜 毛细管 M3 阳极A1 阳极A2 磁铁 磁铁 Cervit块 PZD 阴极K1 阴极K2 石英 * 光电信息测控技术与装备研究所 * （3）旋转波片激光频移 光电信息测控技术与装备研究所 * （4）旋转光栅激光频移 光电信息测控技术与装备研究所 * 激光雷达测速原理图 S 入射激光束ν0 P α β D ν 参考光 M1 M2 Q 散射光 光电信息测控技术与装备研究所 * 相干接收激光雷达方框图（单稳） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1-激光发射机 2-光束整形系统 3-发射/接收隔离开关 4-望远镜 5-光学扫描系统 6-目标 7-本机振荡器 8-光学混频器 9-光学成像系统 10-光敏探测器 11-高通电子滤波器 12-信号处理器 13-数字处理器 光电信息测控技术与装备研究所 * 光电信息测控技术与装备研究所 * 零拍探测激光雷达原理框图（单稳） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1-激光发射机 2-分束器 4-发射/接收隔离开关 3-光调制器 6-光学扫描系统 7-目标 8-半波带片 10-光学混频器 11-光学成像系统 12-光敏探测器 13-高通电子滤波器 14-信号处理器 15-数字处理器 5-扩束器 9-反射镜 光电信息测控技术与装备研究所 * 相干接收激光雷达方框图（双稳） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1-激光发射机 2-光束整形系统 3-发射系统望远镜 4-发射系统光学扫描部件 6-接收系统光学扫描部件 5-目标 7-接收系统望远镜 9-光学混频器 10-光学成像系统 11-光敏探测器 12-高通电子滤波器 13-信号处理器 14-数字处理器 8-本机振荡激光 光电信息测控技术与装备研究所 * 光电信息测控技术与装备研究所 * 零拍探测激光雷达原理框图（双稳） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1-激光发射机 2-分束器 3-光调制器 4-发射系统光学望远镜 5-发射系统扫描器 6-目标 8-接收系统光学望远镜 7-光学混频器 10-光学成像系统 11-光敏探测器 12-高通电子滤波器 13-信号处理器 14-数字处理器 9-接收系统扫描器 光电信息测控技术与装备研究所 * 激光雷达发射系统的理想光束质量 激光雷达的性能与发射的激光光束的性质有着密切的关系 如：激光的发射功率、激光光束的束宽或发散角、激光光束的光强分布截面形状和相对目标的传输方向等。 激光雷达的系统设计首先遇到的就是光束形状问题。 光电信息测控技术与装备研究所 * （三）直接光频调制 利用可进行频率调制的激光器产生随时将变化的调频参考光束的频率调制方法称为直接光频调制法 1）半导体激光器的直接频率调制 当注入电流改变时，激光器的振荡频率能跟随直接变化，可实现直接光频调制 光电信息测控技术与装备研究所 * 2）直接调频光干涉测量 光电信息测控技术与装备研究所 * 三、外差检测方法 （一）零差检测 光电信息测控技术与装备研究所 * 光电信息测控技术与装备研究所 * 光电信息测控技术与装备研究所 * （二）双频干涉 光外差干涉技术是为适应复杂的测量环境而发展起来的技术 该技术的共同特点是在干涉仪的参考光路中引入具有一定频率的副载波，干涉后被测信号是通过这一副载波来传递的，并被光电器件接收，从而使光电器件后面的前置放大器可用一个交流放大器来代替常规的直流放大器，用以隔绝由于外界环境干扰所引起的直流电平漂移。 利用这种激光外差技术设计的干涉仪称为外差干涉仪，也称为交流干涉仪 光电信息测控技术与装备研究所 * 双频激光外差干涉仪 光电信息测控技术与装备研究所 * 双频激光外差干涉仪 光源为双频He-Ne激光器 在激光器的全内腔单频激光器上加上约0.3T（特拉斯）的轴向磁场，由于塞曼效应和频率牵引效应，使激光器输出一束有两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光，频差为1.5MHz 光电信息测控技术与装备研究所 * f1和f2频率相差几MHz 光电信息测控技术与装备研究所 * 双频激光外差干涉的应用 双频激光干涉仪用于精密测角 光电信息测控技术与装备研究所 * 双频激光外差干涉的应用 双频激光干涉仪用于直线度测量 f1的光程差