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光学频率梳啁啾干涉实现绝对距离测量

刘亭洋 张福民 吴翰钟 李建双 石永强 曲兴华

光学频率梳啁啾干涉实现绝对距离测量

刘亭洋, 张福民, 吴翰钟, 李建双, 石永强, 曲兴华
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  • 本文提出一种基于光学频率梳的啁啾脉冲干涉绝对距离测量的方法. 通过一对衍射光栅啁啾参考脉冲, 分析参考脉冲和测量脉冲的干涉光谱, 得到脉冲的中心频率偏移量, 从而解算出被测距离. 文中详细分析脉冲啁啾原理和啁啾脉冲干涉测距原理, 以及影响测距范围的因素并给出仿真. 搭建了改进的Michelson干涉结构, 实验得出测距范围受啁啾参数的影响, 并与理论分析吻合; 在地下长导轨上, 进行大范围测距实验. 实验结果表明当在65 m范围内, 测量结果与参考测距仪相比, 测距精度为33 m, 相对精度达到5.110-7. 此外, 根据理论分析, 通过实验优化了实验装置的测量不确定度.
      通信作者: 张福民, zhangfumin@tju.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51327006, 51105274)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20120032130002)和航天科技5院CAST创新基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-24
  • 修回日期:  2015-10-18
  • 刊出日期:  2016-01-20

光学频率梳啁啾干涉实现绝对距离测量

  • 1. 天津大学精密测量技术与仪器国家重点实验室, 天津 300072;
  • 2. 中国计量科学研究院, 北京 100013;
  • 3. 北京控制工程研究所, 北京 100190
  • 通信作者: 张福民, zhangfumin@tju.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51327006, 51105274)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20120032130002)和航天科技5院CAST创新基金资助的课题.

摘要: 本文提出一种基于光学频率梳的啁啾脉冲干涉绝对距离测量的方法. 通过一对衍射光栅啁啾参考脉冲, 分析参考脉冲和测量脉冲的干涉光谱, 得到脉冲的中心频率偏移量, 从而解算出被测距离. 文中详细分析脉冲啁啾原理和啁啾脉冲干涉测距原理, 以及影响测距范围的因素并给出仿真. 搭建了改进的Michelson干涉结构, 实验得出测距范围受啁啾参数的影响, 并与理论分析吻合; 在地下长导轨上, 进行大范围测距实验. 实验结果表明当在65 m范围内, 测量结果与参考测距仪相比, 测距精度为33 m, 相对精度达到5.110-7. 此外, 根据理论分析, 通过实验优化了实验装置的测量不确定度.

English Abstract

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