基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振系统，所述系统包括光学测量系统和数据采集处理系统，所述光学测量系统由氦氖激光器、激光器电源、圆形可调光衰减器、光电探测器、测量目标组成，所述数据采集处理系统由FPGA、AD采集模块、树莓派、IPS触摸屏组成，通过FPGA和AD模块对自混合干涉信号的采集和传输，通过树莓派实现基于希尔伯特变换的位移重构算法，并在外接显示屏中显示数据波形和测量结果，本发明专利技术激光器不仅是光源，而且是测量系统的敏感元件，整体结构简单紧凑，光路易于准直。光路易于准直。

【技术实现步骤摘要】
基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振系统及方法


[0001]本专利技术属于干涉测振
，具体涉及基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振系统及方法。

技术介绍

[0002]激光自混合干涉测量(Self
‑
mixing Interference,SMI)具有干涉信号不对称、不依赖于激光器的类型和相干长度、系统结构简单等特点。可利用反馈光对激光器输出光束功率和频率特性的影响，获得外部被测物体的信息。其具体涵义为，激光器输出光束被外部测量物体的表面散射或反射之后，一部分光束反馈回到激光器的谐振腔，外部运动物体的反射面与激光器的端面构成激光器的外腔，物体运动引起外腔长度的变化，反馈光束和腔内光相互作用后，改变了激光器的输出功率和输出频率。因此，可从激光功率调制信号中可获得外部物体包括速度、位移、距离(长度)及折射率等方面的信息。
[0003]激光自混合干涉测量，在测量上依赖于高精度的数据采集卡、计算机上位机和LabVIEW软件，整个测量系统不仅体积大、不易携带，而且成本昂贵。因此开发一个高精度、高速率、低成本、易携带的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振系统，其特征在于，所述系统包括光学测量系统和数据采集处理系统，所述光学测量系统由氦氖激光器、激光器电源、圆形可调光衰减器、光电探测器、测量目标组成，所述数据采集处理系统由FPGA、AD采集模块、树莓派、IPS触摸屏组成，通过FPGA和AD模块对自混合干涉信号的采集和传输，通过树莓派实现基于希尔伯特变换的位移重构算法，并在外接显示屏中显示数据波形和测量结果。2.根据权利要求1所述的基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振系统，其特征在于，氦氖激光器发射的激光通过圆形可调衰减器打在测量目标上，测量目标反射部分激光回到激光器腔内，与腔内的激光信号进行混合，通过圆形可调衰减器被光电探测器接收。3.根据权利要求1所述的基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振系统，其特征在于，FPGA控制AD采集模块采集光电探测器的信号，然后通过UART传输到树莓派里，树莓派通过HDMI接口将测量波形和结果显示在IPS触摸屏上。4.基于权利要求1至3任意一项所述测振系统的基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振方法，其特征在于，所述方法包括在测量时，先将激光器对准测量目标，使反射激光回到激光器腔内，然后调节衰减器，使系统工作在弱反馈状态下，并让激光反射进入光电探测器。然后通过BNC接口将光电探测器接入AD模块的SMA接口，FPGA控制AD模块采集自混合干涉信号到在FIFO中，FIFO再存储到BRAM中，然后FIFO再读取BRAM通过UART串口发送到树莓派中，树莓派通过Qt软件编写的程序读取串口数据，经过希尔伯特变换位移重构算法，将恢复的位移波形和结果显示在IPS触摸屏幕上。5.根据权利要求4所述的基于FPFA和树莓派的激光自混合干涉测振方法，其特征在于，所述方法中包括通过识别自混合干涉信号的条纹个数和宽度实现位移重构，自混合干涉信号的光功率输出方程是关...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚天宝，顾雄飞，冯海东，
申请(专利权)人：佳源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：