【技术实现步骤摘要】
一种基于双向声光频率梳的微多普勒振动测量系统及方法
[0001]本专利技术涉及多普勒振动测量和声光频率梳的产生技术，特别涉及一种基于双向声光频率梳的微多普勒振动测量系统及方法。
技术介绍
[0002]激光多普勒振动检测技术是一种基于多普勒效应的非接触式、高分辨率、高精度的振动检测技术。该技术已经在航空航天、生物医学、精密加工和超声检测等领域得到了广泛的应用。其基本原理是利用振动目标回波信号的多普勒效应，反演目标在激光照射方向的振动特性。在实际测量中，经常需要对运动目标进行测量，这会使得目标振动的微多普勒信号叠加在目标宏观运动的多普勒频移信号中。此时的回波信号在频域将会呈现出以目标宏观运动的多普勒频移为中心的边带调制现象。通过对该边带调制信号的建模与反演，可以得到目标的振动和转动等微运动信息。然而对于一些高速运动的目标，其多普勒频移量可以达到GHz量级。此时，为了分辨目标宏观多普勒频移中心附近的微多普勒边带调制信号，需要探测系统具有很高的带宽，包括高探测器带宽、高电路传输带宽和高数据处理速率等。通过使用声光频率梳作为激光光源可...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双向声光频率梳的微多普勒振动测量系统，包括单频种子激光器(1)、第一光纤耦合器(2)、强度调制器(3)、第二光纤耦合器(4)、光纤延迟线(5)、第一光放大器(6)、窄带滤波器(7)、第一声光调制器(8)、第二声光调制器(9)、声光调制器驱动器(10)、第二光放大器(11)、环形器(12)、光准直器(13)、第三光纤耦合器(14)、平衡光电探测器(15)、数据采集和处理模块(16)，其特征在于：单频种子激光器(1)发出的激光输出至第一光纤耦合器(2)，其输出中的一路作为参考光输出至第三光纤耦合器(14)，另一路经强度调制器(3)后，输出至第二光纤耦合器(4)，经第二光纤耦合器(4)之后，一部分激光直接输出，另一部分激光进入移频回路；移频回路中，激光经光纤延迟线(5)，注入第一光放大器(6)进行放大，放大后的激光经窄带滤波器(7)滤除杂光，再导入第一声光调制器(8)，输出0级光和+1级光，分别与第二声光调制器(9)的
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1级和0级输入相连，或第一声光调制器(8)输出0级光和
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1级光，第二声光调制器(9)输入+1级光和0激光，分别与第一声光调制器(8)的0级和
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1级输出相连；通过声光调制器驱动器(10)的驱动信号控制激光移频方向，经过移频之后的激光由第二声光调制器(9)输出，与第二光纤耦合器(4)连接形成完整回路，经过指定次数的正移频循环和负移频循环之后输出双向声光频率梳；双向声光频率梳注入第二光放大器(11)进行放大，再通过环形器(12)，经由光准直器(13)输出，照射探测目标，激光经探测目标散射，由光准直器(13)收集回波信号，再反向进入环形器(12)，传输至第三光纤耦合器(14)，与第一光纤耦合器(2)输出的参考光合束，输出至平衡光电探测器(15)，其输出的多外差拍频信号由数据采集和处理模块(16)采集并反演得到目标振动信息。2.根据权利要求1所述的一种基于双向声光频率梳的微多普勒振动测量系统，其特征在于：所述的单频种子激光器(1)输出窄线宽连续激光，其线宽小于1MHz。3.根据权利要求1所述的一种基于双向声光频率梳的微多普勒振动测量系统，其特征在于：所述的强度调制器(3)采用声光调制器、电光调制器或机械开关调制器。4.根据权利要求1所述的一种基于双向声光频率梳的微多普勒振动测量系统，其特征在于：所述的光纤延迟线(5)的光纤长度在0km
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10km之间可变。5.一种基于权利要求1所述的一种基于双向声光频率梳的微多普勒振动测量系统的振动测量方法，其特征在于方法步骤如下：1)双向声光频率梳的产生单频种子激光器(1)作为种子激光，通过第一光纤耦合器(2)，其输出中的一路作为参考光输出至第三光纤耦合器(14)，另一路经强度调制器(3)；通过强度调制器(3)调制后的激光是脉冲激光或连续激光，当强度调制器(3)处于常开状态时，为连续光输入至第二光纤耦合器(4)，当强度调制器(3)处于脉冲调制状态时，是脉冲光输入至第二光纤耦合器(4)；通过第二光纤耦合器(4)，其激光能量的一部分直接输出至第二光放大器(11)，另一部分进入移频回路；...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈滔，陈新，孔伟，乐文杰，尹路，舒嵘，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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