【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光测量领域，具体涉及一种频移激光自反馈干涉仪及其频移方法。
技术介绍
1、激光自反馈干涉仪是一种基于自混合效应、利用重新注入激光腔的光子与原激光腔内的光子进行干涉的激光干涉仪，具有结构简单、光学调装容易、对探测物要求低、测量灵敏度高等优点，被广泛应用于计量、激光参数测量、物理量测量等领域。
2、频移激光自反馈干涉仪是指将激光谐振腔出射的光束，经过物体反射或者散射之后，重新注入到谐振腔中。反馈光的频率相对于谐振腔出射激光的频率发生偏移，从而在腔内产生非零干涉的激光自反馈干涉仪。传统的外差干涉仪，通常只能以角锥棱镜、光栅等配合表面作为探测目标，对测试条件要求高。自反馈干涉仪将待测物体表面反射的光子重新注入激光谐振腔中，并在谐振腔内得到放大，从而实现对功率很弱的反射光进行相位探测。因此，自反馈干涉仪可以对非配合表面进行测量，如黑色、轻柔、粗糙、液面等物体表面。实现频移的手段通常是一对级联的声光移频器，配有专用的驱动信号源，通过调节驱动信号源的输出频率调节频移激光的频移量。
3、然而声光移频器和驱动信号源的使用，增加了自反馈干涉仪系统的复杂性、使用成本和功耗。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术提供频移激光自反馈干涉仪及其频移方法，去掉现有频移激光自反馈干涉仪中声光移频器和驱动信号源的部分，通过永磁体或电激励螺线圈的简易磁场发生器进行频移量的调节，降低频移激光自反馈干涉仪的系统复杂性、使用成本以及功耗。
2、第一方面，本专利技术提供一种
3、泵浦源、耦合透镜、双色镜、频移-谐振结构和分光元件、光电探测器和信号分析仪；
4、其中，所述泵浦源、耦合透镜、双色镜和频移-谐振结构依次连接，所述频移-谐振结构的出射端与分光元件连接，所述分光元件的透射光出射端与探测目标连接，所述分光元件的反射光出射端与光电探测器连接，所述光电探测器的输出端与信号分析仪的输入端连接，所述双色镜与频移-谐振结构出射的双向信号光的第二方向光束的夹角处于第一阈值范围。进一步的，所述频移-谐振结构包括基于增益介质的非平面环形振荡器和磁场发生器。
5、进一步的，所述磁场发生器包括永磁体和电激励螺线圈的至少一种，所述磁场发生器产生的磁场强度处于第二阈值范围。
6、进一步的，所述基于增益介质的非平面环形振荡器的输入-输出耦合面镀有高透膜和高反膜。
7、进一步的，所述频移激光自反馈干涉仪还包括光衰减器件，所述光衰减器件设置在所述分光元件和光电探测器之间。
8、进一步的，所述基于增益介质的非平面环形振荡器为nd:yag、er:yag、tm:yag、钕玻璃、铒玻璃和铥玻璃中的一种或多种。
9、进一步的，所述泵浦源发出的泵浦光在所述频移-谐振结构的入射平面上构成的入射角为20°-50°。
10、第二方面，本专利技术还提供一种频移激光自反馈干涉仪，包括：泵浦源、耦合透镜、双色镜、频移-谐振结构、反射元件和分光元件；
11、其中，所述泵浦源、耦合透镜、双色镜和频移-谐振结构依次连接，所述频移-谐振结构的出射端与探测目标连接，所述双色镜的反射光出射端与分光元件连接，所述分光元件的透射光出射端与反射元件连接，所述分光元件的反射光出射端与光电探测器连接，所述光电探测器的输出端与信号分析仪的输入端连接。
12、第三方面，本申请还提供一种频移激光自反馈干涉仪的频移方法，基于第一方面所述的频移激光自反馈干涉仪，包括：
13、所述泵浦源发射泵浦光，所述泵浦光经过耦合透镜和双色镜进入频移-谐振结构形成双向信号光；
14、所述双向信号光的第一方向光束发送至分光元件，并通过分光元件的透射光出射端发送至探测目标，所述探测目标返回反馈光至频移-谐振结构；
15、所述双向信号光的第二方向光束发送至双色镜，并通过双色镜将所述第二方向光束反射至频移-谐振结构；
16、反射的第二方向光束与反馈光在频移-谐振结构中进行耦合得到带有周期性幅度调制的光信号，所述带有周期性幅度调制的光信号从频移-谐振结构的出射端出射，并通过分光元件反射进入光电探测器；
17、所述光电探测器将接收到的带有周期性幅度调制的光信号转换为电信号并输入至信号分析仪得到探测目标的位置信息。
18、第四方面，本专利技术还提供一种频移激光自反馈干涉仪的频移方法，基于第二方面所述的频移激光自反馈干涉仪，包括：
19、所述泵浦源发射泵浦光，所述泵浦光经过耦合透镜和双色镜进入频移-谐振结构形成双向信号光；
20、所述双向信号光的第一方向光束发送至探测目标，所述探测目标返回反馈光至频移-谐振结构；
21、所述双向信号光的第二方向光束通过双色镜反射至分光元件，并通过所述分光元件的透射光出射端发送至反射元件，所述反射元件将所述第二方向光束反射至频移-谐振结构；
22、反射的第二方向光束与反馈光在频移-谐振结构中进行耦合得到带有周期性幅度调制的光信号，所述带有周期性幅度调制的光信号从频移-谐振结构的出射端出射，并通过双色镜和分光元件的反射进入光电探测器；
23、所述光电探测器将接收到的带有周期性幅度调制的光信号转换为电信号并输入至信号分析仪得到探测目标的位置信息。
24、采用上述技术方案的有益效果为：本专利技术通过如永磁体或电激励螺线圈的简易磁场发生器的设置进行频移量的调节，相对于现有采用声光移频器的频移激光自反馈干涉仪具有更加简单的结构和频移量调节方式，降低频移激光自反馈干涉仪的系统复杂性、使用成本以及功耗。
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1.一种频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，还包括反射元件；
3.如权利要求1或2所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，所述频移-谐振结构包括基于增益介质的非平面环形振荡器和磁场发生器。
4.如权利要求3所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，所述磁场发生器包括永磁体和电激励螺线圈的至少一种，所述磁场发生器产生的磁场强度处于第二阈值范围。
5.如权利要求3所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，所述基于增益介质的非平面环形振荡器的输入-输出耦合面镀有高透膜和高反膜。
6.如权利要求1或2所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，还包括光衰减器件，所述光衰减器件设置在所述分光元件和光电探测器之间。
7.如权利要求1所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，所述基于增益介质的非平面环形振荡器为Nd:YAG、Er:YAG、Tm:YAG、钕玻璃、铒玻璃和铥玻璃中的一种或多种。
8.如权利要求1或2所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，所述泵浦源
9.一种频移激光自反馈干涉仪的频移方法，基于权利要求1所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，包括：
10.一种频移激光自反馈干涉仪的频移方法，基于权利要求2所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，还包括反射元件；
3.如权利要求1或2所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，所述频移-谐振结构包括基于增益介质的非平面环形振荡器和磁场发生器。
4.如权利要求3所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，所述磁场发生器包括永磁体和电激励螺线圈的至少一种，所述磁场发生器产生的磁场强度处于第二阈值范围。
5.如权利要求3所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征在于，所述基于增益介质的非平面环形振荡器的输入-输出耦合面镀有高透膜和高反膜。
6.如权利要求1或2所述的频移激光自反馈干涉仪，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭长磊，龚学珍，徐洁，谭定银，叶贤基，段会宗，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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