DFB阵列扫频光源光纤频域干涉测距系统和方法技术方案

本发明专利技术属于激光干涉测距技术，为能够最大程度地提高干涉信号的对比度，同时兼具宽扫频范围和很好的相干性，本发明专利技术，DFB阵列扫频光源光纤频域干涉测距系统和方法，DFB阵列扫频光源产生的扫频激光首先进入分光比为20:80宽带光纤耦合器，分出的20％光进入参考的马赫泽德干涉仪MZI；另外的80％光通过分光比为10:90宽带光纤耦合器，10％进入两干涉臂中的参考臂；另外90％进入测试臂，测试臂采用三端环形器结构，所述扫频激光由三端环形器进入光纤探头后射到待测工件表面，从待测工件表面的反射光被同一光纤探头收集，再由三端环形器进入用于合束的耦合器，与参考光发生干涉。本发明专利技术主要应用于激光干涉测距场合。

【技术实现步骤摘要】
DFB阵列扫频光源光纤频域干涉测距系统和方法
本专利技术属于激光干涉测距
，特别是关于扫频光源光纤频域干涉间隙测量技术。具体讲,涉及基于DFB阵列扫频光源的光纤频域干涉测距系统。
技术介绍
许多工业，科学和军事系统需要可靠的高分辨率方法来测量距离，同时又有严格的传感器尺寸，功率和复杂性要求。例如，发动机、汽轮机等重大装备中的间隙测量作为影响大型器械运行性能的关键参数之一，在国民生产和国防有着广泛应用。作为火电机组的核心部件，汽轮机的轴向间隙是提高超临界汽轮机的热力性能和影响超临界汽轮机的运行安全的关键指标之一。动叶片作为发动机的核心做功元件，其自身运行状态参数，特别是动叶片叶尖间隙的变化直接影响整个发动机系统的运转状态、工作效率和安全性能。此外，飞机以及其他重大装备等都在向高智能、高性能的制造发展，对运动件装配，转子和定子的轴向距离等等的有效控制有很高要求，以保证其装配达标和运行安全。近年来国内外大力发展了非接触式的光学方法来测量距离，将传感器安装在机匣上，该方法不破坏测量对象的机械结构，并可实现动态间隙实时在线测量。主要方法包括：光时域反射计(OTDR),光频域反射计(OFD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DFB阵列扫频光源光纤频域干涉测距系统，其特征是，DFB阵列扫频光源产生的扫频激光首先进入分光比为20:80宽带光纤耦合器，分出的20％光进入参考的马赫泽德干涉仪MZI，由MZI的光电二极管PD2采集的干涉信号为等波数的参考时钟信号，用于后期主干涉仪的信号重建；另外的80％光通过分光比为10:90宽带光纤耦合器，10％进入两干涉臂中的参考臂，利用带电动位移台的光纤延迟线，用来调节干涉臂的平衡，同时在线匹配两干涉光的光强；另外90％进入测试臂，测试臂采用三端环形器结构，所述扫频激光由三端环形器进入光纤探头后射到待测工件表面，从待测工件表面的反射光被同一光纤探头收集，再由三端环形器进入用于...

【技术特征摘要】
1.一种DFB阵列扫频光源光纤频域干涉测距系统，其特征是，DFB阵列扫频光源产生的扫频激光首先进入分光比为20:80宽带光纤耦合器，分出的20％光进入参考的马赫泽德干涉仪MZI，由MZI的光电二极管PD2采集的干涉信号为等波数的参考时钟信号，用于后期主干涉仪的信号重建；另外的80％光通过分光比为10:90宽带光纤耦合器，10％进入两干涉臂中的参考臂，利用带电动位移台的光纤延迟线，用来调节干涉臂的平衡，同时在线匹配两干涉光的光强；另外90％进入测试臂，测试臂采用三端环形器结构，所述扫频激光由三端环形器进入光纤探头后射到待测工件表面，从待测工件表面的反射光被同一光纤探头收集，再由三端环形器进入用于合束的耦合器，与参考光发生干涉；干涉光由铟镓砷InGaAsPIN型光电探测器进行光电转换，经过放大器和滤波器放大并滤波后被ADC模数转换器采集，其中ADC采集的时钟信号是由扫频光源的触发信号时钟产生的，并根据参考MZI干涉仪的PD2采集来的干涉信号作为信号重建的时钟信号。2.如权利要求1所述的DFB阵列扫频光源光纤频域干涉测距系统，其特征是，还包括计算机，用于对得到的数据做快速傅里叶变换，得到待测的距离值。3.如权利要求1所述的DFB阵列扫频光源光纤频域干涉测距系统，其特征是，DFB阵列的扫频光源为C波段DFB阵列模块激光光源，由FPGA构成的电流控制电路板为每个DFB阵列模块提供电流以进行扫描，将DFB阵列模块连接以利用阵列的整个带宽产生等效扫描；其中，FPGA通过比较参考时钟和MZI干涉信号进行过零采样后的信号产生PWM脉冲宽度调制误差信号，提供扫描电流，同时根据每次电流扫描的开始输出TTL...

【专利技术属性】
技术研发人员：段发阶，程沁蕊，黄婷婷，马凌，李秀明，傅骁，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12