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公开(公告)号：CN104634256B
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201510102724.1
申请日：2015-03-09
Applicant: 北京交通大学
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明公开了一种光纤激光单波自混合干涉位移测量系统，属于光学测量技术领域。所述系统由泵浦源，激光器，五个光纤光栅，三个光纤隔离器，两个探测器，掺铒光纤，压电陶瓷，3dB耦合器，环行器，准直镜，波分复用器，可变光衰减器，信号处理电路，反馈控制电路，A/D转换卡，计算机和结果输出组成。利用一对反射波长相同光纤光栅作为激光腔镜产生单波长激光，投射到被测物表面，经被测物反射或散射回激光腔与腔内的光发生自混合干涉，实现分辨率为纳米量级位移测量。激光腔中增益介质对反馈光的放大作用使本系统能测量低反射率物体；反馈控制稳定激光器的输出波长，极大提高测量精度；光纤激光器既是传感器又是干涉仪，结构简单易于携带。
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公开(公告)号：CN104677296A
公开(公告)日：2015-06-03
申请号：CN201510102965.6
申请日：2015-03-09
Applicant: 北京交通大学
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明公开了一种光纤激光拍波和单波自混合干涉融合的位移测量系统，属于光学测量技术领域。所述系统由泵浦源，半导体激光器，光纤光栅，光纤隔离器，探测器，掺铒光纤，压电陶瓷，3dB耦合器，混频器，滤波器，环行器，准直镜，波分复用器，可变光衰减器，射频带通滤波器，信号处理电路，反馈控制电路，A/D转换卡，计算机和结果输出组成。用一对光纤光栅作为激光腔镜产生单波长多纵模激光，经被测物反射或散射回激光腔与腔内光产生自混合干涉，处理拍波信号和单波信号，实现步长达100mm分辨率达纳米量级的位移测量。激光腔中增益介质对反馈光的放大作用使得系统能够测量低反射率物体；反馈控制稳定激光器输出波长，极大提高测量精度。
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公开(公告)号：CN102538866B
公开(公告)日：2013-05-15
申请号：CN201110439854.6
申请日：2011-12-23
Applicant: 北京交通大学
Abstract: 本发明公开了一种可调谐拍波线扫描的大量程高分辨率表面三维干涉测量系统，属于光学测量技术领域。所述系统由宽带光源、两个光纤隔离器、三个光阑、三个自准直镜、两个衍射光栅、七个平柱透镜、两个线阵光电耦合器、3dB-耦合器、分光镜、纵向微动工作台、横向微动工作台、数据采集卡、信号发生器、驱动控制、计算机和结果输出组成；利用拍波光片扫描被测表面，一个线阵光电耦合器探测拍波干涉信号，使量程为半拍波波长，另一线阵光电耦合器探测单波长干涉信号来决定分辨率，使系统有大量程及高分辨率。调节拍波波长，可得不同量程。只需一维扫描即完成表面三维测量，简化了机构，提高了测量速度。共路干涉使系统有强抗干扰性，适合在线测量。
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公开(公告)号：CN102564318B
公开(公告)日：2013-04-24
申请号：CN201110439810.3
申请日：2011-12-23
Applicant: 北京交通大学
IPC: G01B11/02
Abstract: 本发明公开了一种基于光纤复合干涉的高精度绝对位移测量系统，属于光学测量技术领域。所述系统由宽带光源、光纤隔离器、3dB-耦合器、二个自准直镜、光纤光栅、二个反射镜、两个探测器、环行器、一维平移台、压电陶瓷、反馈控制电路、信号发生器、信号处理电路、A/D转换卡、计算机和结果输出组成；本发明利用光纤光栅反射满足布拉格条件的波长的光，使光纤干涉仪同时工作在低相干干涉和高相干干涉状态，用低相干干涉信号决定被测位移的幅值，使测量量程不受光波波长的限制，并实现绝对测量；用高相干干涉信号测量位移的值，并用反馈控制抑制环境干扰对光纤干涉仪的影响，实现高精度测量。
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公开(公告)号：CN102538866A
公开(公告)日：2012-07-04
申请号：CN201110439854.6
申请日：2011-12-23
Applicant: 北京交通大学
IPC: G01D21/00
Abstract: 本发明公开了一种可调谐拍波线扫描的大量程高分辨率表面三维干涉测量系统，属于光学测量技术领域。所述系统由宽带光源、两个光纤隔离器、三个光阑、三个自准直镜、两个衍射光栅、七个平柱透镜、两个线阵光电耦合器、3dB-耦合器、分光镜、纵向微动工作台、横向微动工作台、数据采集卡、信号发生器、驱动控制、计算机和结果输出组成；利用拍波光片扫描被测表面，一个线阵光电耦合器探测拍波干涉信号，使量程为半拍波波长，另一线阵光电耦合器探测单波长干涉信号来决定分辨率，使系统有大量程及高分辨率。调节拍波波长，可得不同量程。只需一维扫描即完成表面三维测量，简化了机构，提高了测量速度。共路干涉使系统有强抗干扰性，适合在线测量。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN100491901C
公开(公告)日：2009-05-27
申请号：CN200710120079.1
申请日：2007-08-08
Applicant: 北京交通大学
Inventor： 谢芳
Abstract: 合成波干涉纳米表面三维在线测量系统及方法，量程决定于合成波长，共路干涉结构。利用双周期光栅的双色散特性将谱宽40nm光束色散成两个波长在空间连续均匀分布的扇形光片，经准直成两个横向错位并部分重叠的平行光片，重叠部分形成合成波。合成波平行光片经过平面镀半透半反膜的平柱聚焦透镜，一半光强被反射作为参考光，另一半光强被聚焦成光线，由不同被测点反射，与参考光干涉后由线阵CCD探测。测出CCD每个像素干涉信号相位变化量，即测出对应被测点纵向变化值。一次定位完成表面二维测量；光线横向扫描完成表面三维测量。测量速度高，成本低。测量量程600～1000μm，分辨率优于5nm，适用于具有凸台和深槽的纳米表面测量。
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公开(公告)号：CN100480621C
公开(公告)日：2009-04-22
申请号：CN200710120662.2
申请日：2007-08-23
Applicant: 北京交通大学
Abstract: 一种利用合成波干涉全场纳米表面三维在线测量方法及系统，量程决定于合成波长，共路干涉结构。光栅将谱宽40nm光束色散成波长在空间连续均匀分布的扇形光片，经准直及两平行表面反射成两个横向错位并部分重叠的平行光片，重叠部分形成合成波。合成波平行光片经两个共焦的平柱透镜扩束，再经过一面镀半透半反膜的平行玻璃平板，一半光强被反射作为参考光，另一半光强由不同被测点反射，与参考光干涉后由面阵CCD探测。测出CCD每个像素干涉信号相位变化量，即测出对应被测点纵向变化值。一次定位完成表面三维测量。测量速度高，成本低。量程600～1000μm，分辨率优于5nm，适用于具有凸台和深槽的纳米表面三维测量。
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公开(公告)号：CN100455986C
公开(公告)日：2009-01-28
申请号：CN200710099709.1
申请日：2007-05-29
Applicant: 北京交通大学
Inventor： 谢芳
IPC: G01B9/023
Abstract: 利用光线扫描的干涉型纳米表面三维在线测量系统及方法，共路干涉结构，抑制了环境干扰。光栅将谱宽40nm的光束色散成波长在空间连续分布的光片，经准直成平行光片，平柱透镜的柱面镀有半透半反膜，故一半光强被反射沿原路返回作为参考光，另一半光强被聚焦成光线，不同波长被不同被测点反射回系统，与参考光干涉后又被色散成波长在空间连续分布的光片，由线阵CCD探测。CCD不同像元探测到不同波长干涉信号，测出每个像元干涉信号相位变化量，即测出对应被测点纵向变化值。一次定位，完成表面二维测量；光线横向扫描，完成表面三维测量。极大提高测量速度，降低成本。利用光程跟踪扩大量程，使量程达300μm；分辨率优于0.1nm。
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公开(公告)号：CN100439859C
公开(公告)日：2008-12-03
申请号：CN200710063770.0
申请日：2007-02-09
Applicant: 北京交通大学
Abstract: 本发明公开了一种微位移测量系统，特别是一种适用于在线测量的微位移测量系统。利用光纤光栅特性和波分复用技术构成光纤复合迈克尔逊干涉仪，该干涉仪包含二个反射镜独立但光路几乎重合的光纤迈克尔逊干涉仪。一个干涉仪用于测量，另一干涉仪经反馈控制以补偿由于环境干扰给测量带来的影响，从而使系统适用于在线测量。本发明只用一只谱宽为1.5nm中心波长为1550nm的半导体激光器发出的光同时作用于两个干涉仪中，这不仅使系统成本低，方便实现自动测量，而且反馈控制电路对压电陶瓷的放电不对测量产生影响，使测量能连续进行。
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公开(公告)号：CN101055167A
公开(公告)日：2007-10-17
申请号：CN200710099709.1
申请日：2007-05-29
Applicant: 北京交通大学
Inventor： 谢芳
IPC: G01B9/023
Abstract: 利用光线扫描的干涉型纳米表面三维在线测量系统及方法，共路干涉结构，抑制了环境干扰。光栅将谱宽40nm的光束色散成波长在空间连续分布的光片，经准直成平行光片，平柱透镜的柱面镀有半透半反膜，故一半光强被反射沿原路返回作为参考光，另一半光强被聚焦成光线，不同波长被不同被测点反射回系统，与参考光干涉后又被色散成波长在空间连续分布的光片，由线阵CCD探测。CCD不同像元探测到不同波长干涉信号，测出每个像元干涉信号相位变化量，即测出对应被测点纵向变化值。一次定位，完成表面二维测量；光线横向扫描，完成表面三维测量。极大提高测量速度，降低成本。利用光程跟踪扩大量程，使量程达300μm；分辨率优于0.1nm。
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