飞秒激光频率梳测距装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103196419A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103196419103196419A(43)申请公布日2013.07.10(21)申请号201310111333.7(22)申请日2013.04.01(71)申请人中国科学院光电研究院地址100094北京市海淀区邓庄南路9号(72)发明人周维虎劳达宝董登峰纪荣袆袁江张滋黎刘鑫许艳丁蕾黎尧(74)专利代理机构北京金恒联合知识产权代理事务所11324代理人张争艳(51)Int.Cl.G01C3/00(2006.01)G01C3/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称飞秒激光频率梳测距装置和方法(57)摘要本发明提供一种飞秒激光频率梳测距装置，包括一法布里-珀罗装置，设置在迈克尔逊干涉光路之后、光谱仪之前。还提供一种飞秒激光频率梳测距方法，在迈克尔逊干涉光路之后、光谱仪之前设置一个法布里-珀罗装置，对飞秒激光频率梳的光进行光学滤波，减小光学频率梳的频率模式密度，使光谱仪的CCD线阵探测器的每个像素上接收到单一频率模式的干涉信号。所述装置和方法，利用法布里-珀罗装置，实现了对飞秒激光频率梳宽光谱范围内的光学滤波，保证了装置光学平面反射镜之间的间距及平行度的精度以及稳定性，设计简洁，结构简单，易于调节，成本低廉。CN103196419ACN103964ACN103196419A权利要求书1/1页1.一种飞秒激光频率梳测距装置，其特征在于，其中包括一法布里-珀罗装置，设置在迈克尔逊干涉光路之后、光谱仪之前，所述法布里-珀罗装置对飞秒激光频率梳的光进行光学滤波，减小光学频率梳的频率模式密度，使光谱仪的CCD线阵探测器的每个像素上接收到单一频率模式的干涉信号。2.根据权利要求1所述的飞秒激光频率梳测距装置，其特征在于，该法布里-珀罗装置包括一个法布里-珀罗共振腔，由两个平行的平面反射镜界定，该两个平面反射镜具有相同的反射率，其内表面上镀有适合于600-850nm波长范围的高反介质膜，外表面镀有适合于600-850nm波长范围的增透膜，两个平面反射镜之间为空气。3.根据权利要求2所述的飞秒激光频率梳测距装置，其特征在于，该法布里-珀罗装置包括一隔离器，支撑于两个平面反射镜之间，该隔离器为一整体机构。4.根据权利要求3所述的飞秒激光频率梳测距装置，其特征在于，该隔离器采用低膨胀系数的材料制造。5.根据权利要求4所述的飞秒激光频率梳测距装置，其特征在于，该法布里-珀罗装置中，两个平面反射镜分别用一压圈、一弹簧圈固定在两个套筒上，两套筒分别通过螺钉固定在隔离器的两个端面上。6.根据权利要求5所述的飞秒激光频率梳测距装置，其特征在于，所述隔离器的两个端面各设有一个弹性铰链，该两个弹性铰链彼此平行，空间夹角为90度，所述两套筒分别通过所述螺钉固定在所述两个弹性铰链上，每个弹性铰链设有用于调节两个平面反射镜平行度的螺钉和顶丝。7.一种飞秒激光频率梳测距方法，其特征在于，在迈克尔逊干涉光路之后、光谱仪之前设置一个法布里-珀罗装置，对飞秒激光频率梳的光进行光学滤波，减小光学频率梳的频率模式密度，使光谱仪的CCD线阵探测器的每个像素上接收到单一频率模式的干涉信号。8.根据权利要求7所述的飞秒激光频率梳测距方法，其特征在于，使该法布里-珀罗装置的两个平面反射镜具有相同的反射率，在两个平面反射镜的内表面上镀上适合于600-850nm波长范围的高反介质膜，外表面镀上适合于600-850nm波长范围的增透膜。9.根据权利要求8所述的飞秒激光频率梳测距方法，其特征在于，在该法布里-珀罗装置中，所述两个平面反射镜分别用一压圈、一弹簧圈固定在两个套筒上，隔离器支撑于两个平面反射镜之间，所述隔离器的两个端面各设有一个弹性铰链，该两个弹性铰链彼此平行，空间夹角为90度，所述两套筒分别通过螺钉固定在所述两个弹性铰链上，每个弹性铰链设有螺钉和顶丝，调节所述螺钉和顶丝以调节两个平面反射镜的平行度。2CN103196419A说明书1/4页飞秒激光频率梳测距装置和方法技术领域[0001]本发明涉及一种测距装置和方法，特别涉及一种采用飞秒激光频率梳进行大尺寸高精度激光测距的测距装置和方法。背景技术[0002]大尺寸高精度激光测距需要解决两方面的矛盾，一是提高测量精度，二是增大量程。理论上，波长越短测量精度越高，波长越长量程越大。双频激光测距采用两个频率模式组合测量，即以一个较高频率测量和以一个较低频率测量相结合，实现几十米量程内亚毫米级测量精度。[0003]飞秒激光频率梳采用飞秒激光器作为光源，具有宽光谱及窄脉冲的特性，时域上飞秒脉冲是一系列等间隔的脉冲序列，而频域上频率梳可以提供一系列等间隔的频率分