【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光纤传感，更具体地，涉及一种基于正交偏振的激光测振仪和激光测振方法。
技术介绍
1、激光测振技术是一种高精度干涉测量技术，在质量控制、逆向工程、医学诊断、航空航天等领域有广泛的应用。
2、相关技术中，一般仅获取与探测光偏振状态一致的反射光进行分析，以计算被测对象的振动幅度信息。然而，由于被测对象的材料不是理论上的理想反射材料，经过被测对象反射后的探测光的偏振状态发生改变，从而导致振动幅度信息损失，影响振动幅度信息的测量准确性。
技术实现思路
1、本公开提出了一种基于正交偏振的激光测振仪和激光测振方法。
2、根据本公开的一个方面，提出了基于正交偏振的激光测振仪，包括：激光器，被配置为产生第一偏振态的激光；分束器，设置于激光器之后，被配置为对激光进行分束，得到第一偏振态的参考光和探测光；
3、偏振分光调制组件，设置于分束器之后，被配置为对参考光进行调制，并将调制后的参考光分为第一偏振态的第一参考光和第二偏振态的第二参考光，其中，第一偏振态与第二偏振态相互垂直；
4、传输器，被配置为向被测对象发送探测光，并将接收到的第一偏振反射光传输至第一探测器、将接收到的第二偏振反射光传输至第二探测器，其中，第一偏振反射光为探测光经被测对象反射后得到的第一偏振态的反射光，第二偏振反射光为探测光经被测对象反射后得到的第二偏振态的反射光；
5、第一探测器，被配置为接收第一参考光和第一偏振反射光形成的第一干涉光；第二探测器，被配置为接收第
6、处理器，被配置为根据第一干涉光对应的被测对象的第一振动幅度信息和第二干涉光对应的被测对象的第二振动幅度信息，组合得到被测对象的振动幅度信息。
7、根据本公开的实施例，其中，传输器，包括：第一点衍射光纤环形器，包括第一端、第二端和第三端、反射镜和偏振分光镜，被配置为：将经第一端接收的探测光通过反射镜传输至偏振分光镜；通过偏振分光镜将探测光反射至第二端；以及通过偏振分光镜将从第二端接收的第一偏振反射光反射回第一端、将从第二端接收的第二偏振反射光透射至第三端。
8、根据本公开的实施例，其中，传输器，还包括：第二点衍射光纤环形器，包括第四端、第五端、第六端、棱镜组，被配置为：通过棱镜组将由第四端进入的探测光反射至第五端；以及通过棱镜组将从第五端接收的第一偏振反射光反射回第四端、将从第五端接收的第二偏振反射光透射至第六端。
9、根据本公开的实施例，其中，棱镜组包括：平行四边形棱镜，被配置为经平行四边形棱镜的第一侧面接收探测光；三角形棱镜，其中，三角形棱镜的最长边所在侧面与第一侧面夹角为锐角的第二侧面相连，三角形棱镜和平行四边形棱镜的接触面之间包括反射膜结构，反射膜结构被配置为反射探测光；以及梯形棱镜，其中，梯形棱镜的梯形边所在侧面与第一侧面夹角为钝角的第三侧面相连，梯形棱镜和平行四边形棱镜的接触面之间包括半透半反膜结构，半透半反结构被配置为将探测光反射至第五端、将从第五端接收的第一偏振反射光反射回反射膜结构、以及将从第五端接收的第二偏振反射光透射至第六端；反射膜结构还被配置为将第一偏振反射光反射至第四端。
10、根据本公开的实施例，其中，传输器还包括：环形器，环形器包括第七端、第八端和第九端；环形器，设置于分束器和第一点衍射光纤环形器之间；环形器被配置为，通过第七端接收探测光，并通过第八端向第一点衍射光纤环形器传输探测光；通过第八端接收由第一点衍射光纤环形器输出的第一偏振反射光，并通过第九端向第一探测器传输第一偏振反射光；
11、或者，环形器设置于分束器和第二点衍射光纤环形器之间；环形器被配置为，通过第七端接收探测光，并通过第八端向第二点衍射光纤环形器传输探测光；通过第八端接收由第二点衍射光纤环形器输出的第一偏振反射光，并通过第九端向第一探测器传输第一偏振反射光。
12、根据本公开的实施例，偏振分光调制组件包括：移频器、预设分束器和延迟器，偏振分光调制组件被配置为，通过移频器对参考光的频率进行调制，得到调制光；通过预设分束器将调制光分束为第一偏振态的第一参考光和其他参考光；经由延迟器改变由预设分束器输出的其他参考光的偏振态，输出第二偏振态的第二参考光。
13、根据本公开的实施例，还包括：透镜，设置于传输器和被测对象之间，被配置为汇聚传输器输出的探测光，汇聚由被测对象反射的第一偏振反射光和第二偏振反射光。
14、根据本公开的实施例，其中，处理器被配置为：根据第一干涉光的频率信息，计算包括第一散斑信息的第一振动幅度信息，并根据第二干涉光的频率信息，计算包括第二散斑信息的第二振动幅度信息；以及将第一振动幅度信息的微分结果和第二振动幅度信息的微分结果加权叠加，并将加权叠加后的计算结果进行积分，得到抑制第一散斑信息和第二散斑信息的振动幅度信息。
15、根据本公开实施例的另一方面，提供了一种利用上述激光测振仪的激光测振方法，包括：对第一偏振态的激光进行分束，得到第一偏振态的参考光和探测光；对参考光进行调制，并将调制后的参考光分为第一偏振态的第一参考光和第二偏振态的第二参考光，其中，第一偏振态与第二偏振态相互垂直；向被测对象发送探测光，并将接收到的第一偏振反射光传输至第一探测器、将接收到的第二偏振反射光传输至第二探测器，其中，第一偏振反射光为探测光经被测对象反射后得到的第一偏振态的反射光，第二偏振反射光为探测光经被测对象反射后得到的第二偏振态的反射光；接收第一参考光和第一偏振反射光形成的第一干涉光；接收第二参考光和第二偏振反射光形成的第二干涉光；根据第一干涉光对应的被测对象的第一振动幅度信息和第二干涉光对应的被测对象的第二振动幅度信息，组合得到被测对象的振动幅度信息。
16、根据本公开的实施例，根据第一干涉光对应的被测对象的第一振动幅度信息和第二干涉光对应的被测对象的第二振动幅度信息，组合得到被测对象的振动幅度信息包括：根据第一干涉光的频率信息，计算包括第一散斑信息的第一振动幅度信息；根据第二干涉光的频率信息，计算包括第二散斑信息的第二振动幅度信息；将第一振动幅度信息的微分结果和第二振动幅度信息的微分结果加权叠加，并将加权叠加后的计算结果进行积分，得到抑制第一散斑信息和第二散斑信息的振动幅度信息。
17、在本公开的实施例中，通过第一偏振态的第一参考光和第一偏振反射光形成的第一干涉光，能够测量第一偏振态下被测对象的第一振动幅度信息；通过第二偏振态的第二参考光和第二偏振反射光形成的第二干涉光，能够测量第二偏振态下被测对象的第二振动幅度信息。由此，通过组合第一振动幅度信息和第二振动幅度信息得到的振动幅度信息能够避免振动幅度信息因偏振态损失而导致的能量损失，同时，组合后的振动幅度信息还能够同时抑制每个偏振态测量的误差，从而提高激光测振的准确性。
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1.一种基于正交偏振的激光测振仪，包括：
2.根据权利要求1所述的激光测振仪，其中，所述传输器，包括：
3.根据权利要求1所述的激光测振仪，其中，所述传输器，还包括：
4.根据权利要求3所述的激光测振仪，其中，所述棱镜组包括：
5.根据权利要求2～4任一项所述的激光测振仪，其中，所述传输器还包括：环形器，所述环形器包括第七端、第八端和第九端；
6.根据权利要求1～4任一项所述的激光测振仪，所述偏振分光调制组件包括：移频器、预设分束器和延迟器，所述偏振分光调制组件被配置为，
7.根据权利要求1～4任一项所述的激光测振仪，还包括：透镜，设置于所述传输器和被测对象之间，被配置为汇聚所述传输器输出的所述探测光，汇聚由所述被测对象反射的所述第一偏振反射光和所述第二偏振反射光。
8.如权利要求1～4中任一项所述的激光测振仪，其中，所述处理器被配置为：
9.一种利用权利要求1～8任一项的激光测振仪的激光测振方法，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述根据所述第一干涉光对应的被
...【技术特征摘要】
1.一种基于正交偏振的激光测振仪，包括：
2.根据权利要求1所述的激光测振仪，其中，所述传输器，包括：
3.根据权利要求1所述的激光测振仪，其中，所述传输器，还包括：
4.根据权利要求3所述的激光测振仪，其中，所述棱镜组包括：
5.根据权利要求2～4任一项所述的激光测振仪，其中，所述传输器还包括：环形器，所述环形器包括第七端、第八端和第九端；
6.根据权利要求1～4任一项所述的激光测振仪，所述偏振分光调制组件包括：移频器、预设分束器和延迟器，所述偏振分光调制组件被配置为，
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴玉，孔新新，郝义伟，沈杨翊，张举，国容瀚，伍洲，张文喜，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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