一種用于激光測速儀的微分探測系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種微分探測設備，特別設及一種用于激光測速儀的微分探測系統。
【背景技術】
[0002] 傳統的激光測速儀都是采用單個探測器構成普通外差探測系統，運種光外差探測 技術不僅具有探測能力強、轉換增益高、濾波性能好、穩定性高等特點，還能探測信號的振 幅、強度、相位等信息，被廣泛應用于微弱信號的檢測領域。但是運種普通外差探測系統存 在如下缺陷：（1)激光測速儀的靈敏度不夠高，中遠距離測量信號差，丟失信號嚴重，運使普 通外差探測系統在某些領域不能滿足對探測精度和靈敏度的要求；（2)激光光能的利用率 低，造成能量浪費，且噪聲大；（3)對激光測速儀中光源功率大小及其穩定性要求高，成本大 大提局。

【發明內容】

[0003] 本發明要解決的技術問題，在于提供一種用于激光測速儀的微分探測系統，通過 該微分探測系統來提高探測的精度、靈敏度W及探測的距離。
[0004] 本發明是運樣實現的：一種用于激光測速儀的微分探測系統，包括激光器、第一分 束鏡、第二分束鏡、第Ξ分束鏡、斬波器、第一反射鏡、第二反射鏡、第一探測器、第二探測器 W及差分放大器;所述激光器為全固態連續激光器，激光器的單頻輸出波長為53化m的綠 光；
[0005] 所述第一分束鏡設置在所述激光器的前端，所述激光器發出的光束傳輸至所述第 一分束鏡后分成第一透射光和第一反射光兩路光;所述第一透射光傳輸至所述第一反射 鏡，并經過該第一反射鏡反射后傳輸至所述第Ξ分束鏡形成參考光，所述第一反射鏡與第 Ξ分束鏡之間設置有一用于調節參考光功率的衰減片;所述第一反射光傳輸至所述第二分 束鏡后分成第二透射光和第二反射光兩路光，其中，所述第二反射光為無效光;所述第二透 射光傳輸至所述斬波器后返回攜帶有速度信息的散射光，該散射光傳輸至所述第二分束鏡 后分成第Ξ透射光和第Ξ反射光兩路光，其中，所述第Ξ透射光為無效光;所述第Ξ反射光 傳輸至所述第Ξ分束鏡形成信號光；
[0006] 參考光經過所述第Ξ分束鏡后分成第四透射光和第四反射光兩路光，信號光經過 所述第Ξ分束鏡后分成第五透射光和第五反射光兩路光，其中，所述第四反射光與第五透 射光傳輸至所述第一探測器的輸入端;所述第四透射光與第五反射光傳輸至所述第二反射 鏡，并經過該第二反射鏡反射后傳輸至所述第二探測器的輸入端；
[0007] 所述第一探測器的輸出端與所述差分放大器的一個輸入端連接，所述第二探測器 與所述差分放大器的另一個輸入端連接。
[000引進一步地，第一分束鏡、第二分束鏡W及第Ξ分束鏡的分束比均為50:50,吸收率 均為0。
[0009]本發明具有如下優點：
[0010] 1、充分利用了激光的光能量，提高了激光測速儀的探測靈敏度和測量精度，使其 在中遠距離測量領域變得容易實現；同時光源功率的波動也不會影響測量精度和靈敏度， 運使得測速系統對光源功率穩定性的要求大大降低；
[0011] 2、將本申請微分探測系統應用于激光多普勒測速儀中，可進一步提高激光多普勒 測速儀的靈敏度；
[0012] 3、差分放大器差分所得的電信號實現了輸出信號中交流信號的幅值加倍，直流信 號被消除，既放大了包含物體運動信息的中頻電流，又大大抑制了探測器的散粒噪聲和放 大電路的噪聲，可W減少噪聲對信號造成的干擾，有效提高測量精度。
【附圖說明】
[0013] 下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0014] 圖1為本發明用于激光測速儀的微分探測系統的光路原理圖。
【具體實施方式】
[0015] 請參照圖1所示，一種用于激光測速儀的微分探測系統，通過將該微分探測系統應 用到激光多普勒測速系統中，可W測量斬波器上任意一點切向運動的速度。所述微分探測 系統包括激光器1、第一分束鏡2、第一反射鏡3、衰減片4、第二分束5、斬波器6、第Ξ分束鏡 7、第二反射鏡8、第一探測器91、第二探測器92W及差分放大器10;所述激光器1為全固態連 續激光器，激光器1的單頻輸出波長為53化m的綠光，該激光器1不僅具有低相位噪聲、線性 度好等優點，且具有良好的偏振特性;所述第一探測器91和第二探測器92參數完全相同。
[0016] 所述第一分束鏡2、第二分束鏡5 W及第Ξ分束鏡7的分束比均為50:50,吸收率均 為0。根據已知的光學知識，光束經過分束鏡后，其透射光與反射光存在有如下關系：
[0019] 其中，T表示透射率，R表示反射率，Φ咸示反射率的相位，Φτ表示透射率的相位， 即無損耗BS的透射率和反射率的平方和為1，且反射率和透射率之間有的相位差。
[0020] 所述第一分束鏡2設置在所述激光器1的前端，所述激光器1發出的光束11傳輸至 所述第一分束鏡2后分成第一透射光21和第一反射光22兩路光;所述第一透射光21傳輸至 所述第一反射鏡3，并經過該第一反射鏡3反射后傳輸至所述第Ξ分束鏡7形成參考光，所述 衰減片4設置在所述第一反射鏡3與第Ξ分束鏡7之間，在使用時，可W通過該衰減片4調節 參考光的功率，W使參考光和信號光在第一探測器91和第二探測器92發生較好的混頻現 象，同時也能夠降低參考光的本振噪聲。參考光在形成的過程中沒有受到任何調制，其電場 分量可表示為：
[0021] Er = ErOCOS(化frt+<l)r);
[0022] 其中fr表示參考光的頻率；Φτ表示參考光的初始相位。
[0023] 所述第一反射光22傳輸至所述第二分束鏡5后分成第二透射光51和第二反射光 (未圖示)兩路光，其中，所述第二反射光為無效光，不作記錄;所述第二透射光51傳輸至所 述斬波器6后返回攜帶有速度信息的散射光61，斬波器6的轉動會使散射光61的頻率發生改 變，因此返回的散射光61中攜帶了所需的速度信息;該散射光61傳輸至所述第二分束鏡5后 分成第Ξ透射光（未圖示)和第Ξ反射光611兩路光，其中，所述第Ξ透射光為無效光，不作 記錄;所述