二维位移测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种二维位移测量装置，包括：激光器，用于输出偏振激光；分光移频模块，用于将偏振激光进行分光并实现差动移频，形成至少三束光，且三束光频率不同；汇聚模块，用于对至少三束光进行汇聚后入射至待测目标上，且接收被待测目标散射返回的激光，使返回的激光进入激光器，以对激光器的输出激光的光强进行调制；信号检测模块，设置于从激光器出射的偏振激光的光路上，用于对激光器输出激光的光强进行检测并转换为电信号；信号处理模块，与所述信号检测模块连接，用于对信号检测模块输出的电信号进行处理及计算，获得离面位移及面内位移。本发明专利技术还提供一种位移测量方法。本发明专利技术提供的二维位移测量装置及方法测量精度高。

Two dimensional displacement measuring device and measuring method

The invention relates to a two-dimensional displacement measuring device, including: laser output for polarized laser; optical frequency shift module for the polarized laser beam splitter and differential frequency shift, forming at least three beams, and three beams with different frequencies; convergence module, for at least three beam of light gathering after the incident to be on the target, and receives the laser to be tested and the target scattering returns, the return of the laser into the laser modulation to light intensity of the laser output laser; signal detection module is arranged on a light path of the laser polarization from laser for light intensity on the laser were detected and converted to electrical signal; signal processing module is connected with the signal detection module, signal detection module for signal output processing and calculation, get out of plane displacement and surface Internal displacement. The invention also provides a displacement measuring method. The two-dimensional displacement measuring device and method provided by the invention have high measuring accuracy.

【技术实现步骤摘要】
二维位移测量装置及测量方法
本专利技术涉及一种位移测量装置及测量方法，尤其涉及一种二维位移测量及测量方法，属于激光测量领域。
技术介绍
激光回馈效应是在激光系统中，激光器输出光被外部物体反射或散射后，部分光回到激光器内与腔内光混合后引起的激光器的输出特性变化的现象。基于激光回馈效应的激光移频回馈技术除了具有结构简单，非接触、无损检测等优点外，还具有灵敏度高，可对粗糙表面进行测量的特点。目前，激光回馈技术已经被应用于精密位移测量、速度测量、形貌测量、振动测量、位相延迟测量等领域。传统的离面位移和面内位移测量技术主要有电子散斑干涉、数字散斑干涉，时间序列散斑法和光栅莫尔条纹法。但是，无论是电子散斑干涉，还是数字散斑干涉，都要求物体的位移量必须大于单个散斑的尺寸，而散斑尺寸一般为微米级，因此这种方法测量的精度只能达到1微米左右，而且也无法进行动态实时测量。而时间序列散斑法，通过拍摄物体位移过程的一系列图样可以实现动态测量，但该方法的测量精度同样不高，而且当物体位移量超过5λ，就难以准确测量。光栅莫尔条纹法要求在物体表面复制光栅，在非接触测量的情况下较难应用。传统的离面位移和面内位移测量方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维位移测量装置，其特征在于，所述二维位移测量装置包括：激光器，用于输出偏振激光；分光移频模块，设置于从激光器出射的偏振激光的光路上，用于将偏振激光进行分光并实现差动移频，形成至少三束光，包括第一光束I

【技术特征摘要】
1.一种二维位移测量装置，其特征在于，所述二维位移测量装置包括：激光器，用于输出偏振激光；分光移频模块，设置于从激光器出射的偏振激光的光路上，用于将偏振激光进行分光并实现差动移频，形成至少三束光，包括第一光束I1、第二光束I2及第三光束I3，且三束光频率不同；汇聚模块，设置于从分光移频模块出射的至少三束光的光路上，用于对至少三束光进行汇聚后入射至待测目标上，且接收被待测目标散射返回的激光，使返回的激光进入激光器，以对激光器的输出激光的光强进行调制；信号检测模块，设置于从激光器出射的偏振激光的光路上，用于对激光器输出激光的光强进行检测并转换为电信号；信号处理模块，与所述信号检测模块连接，用于对信号检测模块输出的电信号进行处理及计算，获得离面位移及面内位移。2.根据权利要求1所述的二维位移测量装置，其特征在于，所述信号检测模块包括第一分光镜及光电探测器，所述第一分光镜设置于从激光器出射的激光的光路上，用于对激光器出射的激光进行透射及反射，所述光电探测器设置于反射光的光路上，所述透射光入射到分光移频模块。3.根据权利要求2所述的二维位移测量装置，其特征在于，所述二维位移测量装置还包括准直模块，所述准直模块设置于从第一分光镜出射的透射光的光路上，用于对透射光进行准直。4.根据权利要求1所述的二维位移测量装置，其特征在于，所述分光移频模块包括分光单元及移频单元，所述分光单元用于对进入分光移频模块的激光进行分光，形成至少三束激光；所述移频单元用于对所述三束激光进行移频，形成频率不同的至少三束光。5.根据权利要求4所述的二维位移测量装置，其特征在于，所述分光单元包括第一反射镜、第二反射镜、第二分光镜及第三分光镜；所述移频单元包括第一移频器、第二移频器及第三移频器，所述第一移频器、第二移频器及第三移频器的移频量分别为ω1、ω2和ω3。6.根据权利要求5所述的二维位移测量装置，其特征在于，所述第二分光镜设置于进入分光移频模块的激光的光路上，用于对进入分光移频模块的激光进行分光，形成透射光及反射光；第二移频器设置于从第二分光镜出射的透射光的光路上，用于对透射光进行移频，形成第二束光I2；所述第一反射镜设置于第二分光镜出射的反射光的光路上，用于对反射光进行反射至第三分光镜；所述第三分光镜用于对入射反射光再次进行分光；所述第三移频器设置在从第三分光器透射的光路上，用于对该透射光进行移频，形成第三束光I3；所述第二反射镜设置于从第三分光器反射的光路上，用于将第二反射镜反射的激光再次反射到第一移频器，经过第一移频器移频后，从而形成第一束光I1。7.根据权利要求5所述的二维位移测量装置，其特征在于，所述第二分光镜设置于入射到所述分光移频...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈宜东，郭波，朱开毅，卢悦越，张书练，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11