基于零折射率超材料的精密光学测距方法技术

一种基于零折射率超材料的精密光学测距方法，反射面被固定在被测面上，入射光沿光轴方向经过零折射率超材料出射后在自由空间中传播距离D，被反射面反射按原路返回到零折射率超材料，在其中入射光与反射光相互叠加，合成波光强从最暗到最亮每变化一次，被测面的位移量为λ/4，根据合成波光强明暗变化次数N能准确测得被测面的连续位移量ΔD＝Nλ/4。通过在出射面和被测面上安装平面反射镜组可进一步提高系统测量精确度，位移分辨率达λ/(4M)。该方法操作简单、测量精准，位移分辨率小于传统干涉式测距方法的λ/2分辨率，可在光频下实现相移量的精确测量，分辨率达π/(2M)，适用于包括无线电波段和光波段的全波段范围。

【技术实现步骤摘要】
基于零折射率超材料的精密光学测距方法
本专利技术涉及一种基于零折射率超材料的精密光学测距方法,属于光学测距

技术介绍
激光由于其强方向性、高亮度、单色性、相干性等优点经常被用于光学测距的光源。激光测距是光学、激光技术、精密机械、电子学、微电子以及光电子学等多学科技术的综合应用，正向数字化、自动化、低成本、小型化方向发展。激光测距具有测量精度高、分辨率高抗干扰能力强、体积小、重量轻等一系列优点，在军事、科技、工程等方面都起到重要的作用。目前光学测距技术主要分为四种方法：脉冲式、干涉法、三角法和相位式。干涉法激光测距的原理是利用分束器将激光分为相互垂直的两束光，其中一束被固定反射镜发射，光程固定为参考光，另一束被被测面反射作为被测光，二者叠加生成周期为半波长λ/2的干涉条纹，干涉条纹会随被测面的距离变化而发生移动，通过记录移动条纹的数目可以计算出被测面的位移，干涉法激光测距的测量精度高，可以达到λ/2，使用激光光源可达到亚微米级。但该方法的光路搭建和操作过程都较复杂，从而影响其推广应用。要在光频范围准确测量相位变化难度较大，目前的相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对连续激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于零折射率超材料的精密光学测距方法，其特征是：将入射光沿光轴方向垂直进入零折射率超材料的入射面，在零折射率超材料内部进行相位不变传输，从零折射率超材料出射面出射后，在自由空间传递一段距离D，在被测量面上被反射，反射光按原路返回到零折射率超材料出射面，或通过平面镜组控制反射光在零折射率超材料出射面和被测面之间往返M次，反射光最终返回零折射率超材料，在其中实现入射光与反射光的叠加，根据超材料中合成波的光强明暗变化次数N可准确测得被测面的位移变化量。

【技术特征摘要】
1.一种基于零折射率超材料的精密光学测距方法，其特征是：将入射光沿光轴方向垂直进入零折射率超材料的入射面，在零折射率超材料内部进行相位不变传输，从零折射率超材料出射面出射后，在自由空间传递一段距离D，在被测量面上被反射，反射光按原路返回到零折射率超材料出射面，或通过平面镜组控制反射光在零折射率超材料出射面和被测面之间往返M次，反射光最终返回零折射率超材料，在其中实现入射光与反射光的叠加，根据超材料中合成波的光强明暗变化次数N可准确测得被测面的位移变化量。2.根据权利要求1所述的基于零折射率超材料的精密光学测距方法，其特征是：所述入射光是光源发出的经扩束、准直或起偏等处理后的光束，入射光频率为零折射率超材料的工作频率。3.根据权利要求1所述的基于零折射率超材料的精密光学测距方法，其特征是：所述零折射率超材料是任何有效折射率neff＝0的人造材料，包括由非金属电介质材料组成的光子晶体，和由金属、铁氧体或铁电体材料构成的人造超材料结构。4.根据权利要求1所述的基于零折射率超材料的精密光学测距方法，其特征是：所述零折射率超材料的入射面和出射面，以及被测量面相互平行，且垂直于光轴方向。5.根据权利要求1所述的基于零折射率超材料的精密光学测距方法，其特征是：所述零...

【专利技术属性】
技术研发人员：董国艳，李振飞，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京,11