基于高精度同步多测尺的半导体激光测距装置与方法制造方法及图纸

基于高精度同步多测尺的半导体激光测距装置与方法属于相位激光测距技术，所述测距装置包括测尺生成单元、激光移频单元、扩束准直镜组、测量光路及电路单元；其测距方法包括步骤如下：步骤一、开启频率基准激光器和半导体激光器；步骤二、一束作为参考激光束，另一束作为测量激光；步骤三、以作为精测尺；步骤四、以作为粗测尺；步骤五、移动测量棱镜至目标端，分别得到精测尺与粗测尺的相位差Φ1和Φ2，最后通过公式得到被测距离值；本发明专利技术解决了相位激光测距技术中缺少一种能兼顾多测尺的同步性和可溯源性的装置与方法的问题，具有测距精度高、测量效率高、稳定性和实时性强的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于高精度同步多测尺的半导体激光测距装置与方法
本专利技术属于相位激光测量技术，主要涉及一种相位激光测距装置与方法。
技术介绍
大尺寸测量在发展大型精密机械制造、重大科技工程、航空航天工业、船舶工业和微电子装备业等大型光机电一体化装备加工制造中备受关注，其中几米至几百米范围的大尺寸测量是航空航天器及巨型船舶中的大型零部件加工和整体装配的重要基础，其测量方法与设备性能的优劣直接影响工件质量及装配精度，进而影响整套装备的运行质量、性能及寿命。多测尺相位测距方法利用一组从大到小的测尺波长对被测距离进行逐级精化测量，解决了测量范围和测量精度之间的相互矛盾，能在数百米超长作用距离内达到亚毫米至微米级的静态测量精度。在多测尺相位激光测距技术中，尽管多测尺逐级测量的方式兼顾了测量范围与测量精度的需求，但由于光源技术的限制，粗测尺与精测尺不能够同时产生并进行相位测量，造成了测量时间过长，测量结果实时性差的问题，另一方面由于在多测尺相位激光测距技术中以测尺波长大小为基准进行测量，测尺波长的稳定性和准确性直接影响激光测距的精度，因此如何获得高稳定性可溯源的粗测尺与精测尺波长，并且使之同时参与测量是目前提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高精度同步多测尺的半导体激光测距装置，包括扩束准直镜组（3），其特征在于：所述装置由测尺生成单元（1）、激光移频单元（2）、扩束准直镜组（3）和测量光路及电路单元（4）组成，测尺生成单元（1）发出的激光输出到激光移频单元（2）的输入端，激光移频单元（2）输出的一路激光通过扩束准直镜组（3）输出到测量光路及电路单元（4）的一个输入端，激光移频单元（2）输出的另一路激光直接输入到测量光路及电路单元（4）的另一个输入端；所述测尺生成单元（1）的结构是：频率基准激光器（5）发射的激光束到达分光器（6）的输入端，分光器（6）的第一个输出端连接七号分光镜（69）的一个输入端, 七号分光镜（69）的...

【技术特征摘要】
1.一种基于高精度同步多测尺的半导体激光测距装置，其特征在于：所述装置由测尺生成单元（1）、激光移频单元（2）、扩束准直镜组（3）和测量光路及电路单元（4）组成，测尺生成单元（1）发出的激光输出到激光移频单元（2）的输入端，激光移频单元（2）输出的一路激光通过扩束准直镜组（3）输出到测量光路及电路单元（4）的一个输入端，激光移频单元（2）输出的另一路激光直接输入到测量光路及电路单元（4）的另一个输入端；所述测尺生成单元（1）的结构是：频率基准激光器（5）发射的激光束到达分光器（6）的输入端，分光器（6）的第一个输出端连接七号分光镜（69）的一个输入端,七号分光镜（69）的输出端连接三号光电探测器（12）的输入端，分光器（6）的第二个输出端连接一号分光镜（7）的一个输入端，一号分光镜（7）的输出端连接一号光电探测器（10）的输入端，分光器（6）的第三个输出端连接二号分光镜（8）的一个输入端，二号分光镜（8）的输出端连接二号光电探测器（11）的输入端，一号光电探测器（10）、二号光电探测器（11）和三号光电探测器（12）的输出端都连接单片机（14）的输入端，单片机（14）的三个输出端分别连接腔长调整执行器（13）的输入端，腔长调整执行器（13）的输出端分别连接一号半导体激光器（15）、二号半导体激光器（16）和三号半导体激光器（17）的输入端，一号半导体激光器（15）的一个输出端连接四号分光镜（18）的一个输入端，四号分光镜（18）一个输出端连接一号分光镜（7）的输入端，四号分光镜（18）的另一个输出端连接一号偏振片（21）的输入端，二号半导体激光器（16）的一个输出端连接五号分光镜（19）的一个输入端，五号分光镜（19）一个输出端连接二号分光镜（8）的输入端，五号分光镜（19）的另一个输出端连接二号偏振片（22）的输入端，二号偏振片（22）的输出端连接六号分光镜（20）的一个输入端，三号半导体激光器（17）的一个输出端连接三号分光镜（9）的一个输入端，三号分光镜（9）的一个输出端连接七号分光镜（69）的输入端，三号分光镜（9）的另一个输出端连接三号偏振片（23）的输入端，三号偏振片（23）的输出端通过十号反射镜（68）连接六号分光镜（20）的另一个输入端；所述激光移频单元（2）的结构是：测尺生成单元（1）的一个输出端连接六号反射镜（41）的输入端，六号反射镜（41）的输出端连接八号分光镜（32）的一个输入端，八号分光镜（32）的输出端连接九号分光镜（42）的一个输入端，测尺生成单元（1）的另一个输出端连接一号偏振分光镜（24）的输入端，一号偏振分光镜（24）的一个输出端连接一号半波片（25）的输入端，一号半波片（25）的输出端连接二号偏振分光镜（26）的输入端，二号偏振分光镜（26）的一个输出端连接三号偏振分光镜（31）的一个输入端，二号偏振分光镜（26）的另一个输出端连接一号反射镜（27）的输入端，一号反射镜（27）的输出端连接一号激光移频器（29）的一个输入端，一号DDS信号源（28）的输出端连接一号激光移频器（29）的另一个输入端，一号激光移频器（29）的输出端连接二号反射镜（30）的输入端，二号反射镜（30）的输出端连接三号偏振分光镜（31）的另一个输入端，三号偏振分光镜（31）的输出端连接八号分光镜（32）的另一个输入端，八号分光镜（32）的输出端连接九号分光镜（42）的一个输入端，一号偏振分光镜（24）的另一个输出端连接三号反射镜（33）的输入端，三号反射镜（33）的输出端经过二号半波片（34）连接四号偏振分光镜（35）的输入端，四号偏振分光镜（35）的一个输出端连接五号偏振分光镜（40）的一个输入端，四号偏振分光镜（35）的另一个输出端连接四号反射镜（36）的输入端，四号反射镜（36）的输出端连接二号激光移频器（38）的一个输入端，二号DDS信号源（37）的输出端连接二号激光移频器（38）的另一个输入端，二号激光移频器（38）的输出端连接五号反射镜（39）的输入端，五号反射镜（39）的输出端连接五号偏振分光镜（40）的另一个输入端，五号偏振分光镜（40）的输出端连接九号分光镜（42）的另一个输入端；所述测量光路及电路单元（4）的结构是：激光移频单元（2）的一个输出端连接七号反射镜（43）的输入端，七号反射镜（43）的输出端连接十号分光镜（44）的输入端，十号分光镜（44）的一个输出端通过四号偏振片（45）与四号光电探测器（46）的输入端连通，四号光电探测器（46）的输出端连接一号低通滤波器（47）的输入端，一号低通滤波器（47）的输出端连接一号混频器（48）的一个输入端，三号DDS信号源（49）的一个输出端连接一号混频器（48）的另一个输入端，一号混频器（48）的输出端连接一号鉴相器（50）的一个输入端，十号分光镜（44）的另一个输出端通过五号偏振片（51）与五号光电探测器（52）的输入端连通，五号光电探测器（52）的输出端连接二号低通滤波器（53）的输入端，二号低通滤波器（53）的输出端连接二号鉴相器（54）的一个输入端，扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭久彬，杨宏兴，胡鹏程，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23