摘要光頻掃描干涉(FSI)絕對(duì)測(cè)距技術(shù)具有精度高、靈敏度好等優(yōu)點(diǎn)，受到了大型裝備制造領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。為獲得更高的測(cè)距精度，F(xiàn)SI系統(tǒng)中往往需要通過構(gòu)建光纖輔助干涉儀以實(shí)現(xiàn)對(duì)光頻變化的精密監(jiān)測(cè)。然而，受環(huán)境因素以及色散效應(yīng)影響，光纖輔助干涉儀的光程難以在測(cè)量過程中維持穩(wěn)定，導(dǎo)致測(cè)量精度嚴(yán)重下降。針對(duì)這一問題，本文提出了一種基于光譜標(biāo)定的光頻掃描干涉絕對(duì)測(cè)距方法，采用HCN氣體的吸收光譜特征為FSI系統(tǒng)輔助干涉儀光程的在位快速標(biāo)定提供穩(wěn)定、精確的光頻參考;同時(shí)，提出了一種色散失配誤差的快速補(bǔ)償方法以消除光纖輔助干涉儀引入的色散失配誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。為驗(yàn)證上述方法的有效性，在20的距離上與商用干涉儀進(jìn)行精度對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在測(cè)量范圍內(nèi)該系統(tǒng)的最大測(cè)距偏差小于μm，測(cè)量重復(fù)性優(yōu)于4μm。
關(guān)鍵詞光頻掃描干涉;絕對(duì)距離測(cè)量;吸收光譜;色散效應(yīng)
1引言
長(zhǎng)距離、高精度測(cè)距技術(shù)是大型裝備制造領(lǐng)域的重要支撐技術(shù)之一，在飛機(jī)裝配、船舶制造、大型科學(xué)儀器建造等工程和科學(xué)任務(wù)中得到了廣泛的應(yīng)用[1-5]。隨著制造領(lǐng)域向數(shù)字化、信息化、智能化的方向轉(zhuǎn)變，其在測(cè)量精度、測(cè)量效率、測(cè)量靈活性以及現(xiàn)場(chǎng)溯源的能力等方面對(duì)現(xiàn)有的測(cè)距技術(shù)提出了新的需求[6-9]。
自上世紀(jì)八十年代起，光頻掃描干涉(FSI)測(cè)距技術(shù)以其優(yōu)越的測(cè)量精度與靈敏度受到了廣泛的關(guān)注，其優(yōu)秀的測(cè)量靈活性與靈敏度賦予了其在回光較弱甚至無合作目標(biāo)情況下完成距離測(cè)量的能力，極大豐富了其潛在應(yīng)用場(chǎng)景[10-16]。目前，F(xiàn)SI測(cè)距方法已可以在幾十米的范圍內(nèi)獲得優(yōu)于5×10-7(0.5ppm)的相對(duì)測(cè)距精度，與商用干涉儀相當(dāng)，完全能夠滿足大尺寸制造領(lǐng)域?qū)y(cè)距精度的需求，展現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力與研究?jī)r(jià)值[17-18]。
光譜學(xué)論文范例：基于多模光纖的高分辨率光譜儀
在FSI系統(tǒng)中，距離的測(cè)量主要通過解算光頻變化與干涉信號(hào)相位變化間的線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)，因此，高精度的光頻測(cè)量手段是保證FSI系統(tǒng)測(cè)距精度的關(guān)鍵。早期FSI系統(tǒng)僅依靠激光器注入電流與輸出光頻變化間的線性關(guān)系估算光頻變化，受限于驅(qū)動(dòng)電流的控制精度水平，該類系統(tǒng)的測(cè)距精度難以突破10-4量級(jí)[19]。1995年，德國(guó)弗朗禾費(fèi)研究所的J.Thiel等人在FSI測(cè)距系統(tǒng)中構(gòu)建了一條光程差約為2.7m的微晶玻璃輔助干涉儀，并通過測(cè)量與輔助干涉儀信號(hào)相位變化間的線性關(guān)系解算被測(cè)距離，在40m的距離上獲得了±40μm的測(cè)量不確定度，為FSI系統(tǒng)中光頻變化的精密測(cè)量提供了新的思路，然而受體積限制，空間光路輔助干涉儀并不適合在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)[20]。
2005年，密歇根大學(xué)的Hai-JunYang等人采用一臺(tái)高精細(xì)度(>200)的法布里珀羅干涉儀(Fabry-Perotinterferometer，F(xiàn)PI)對(duì)FSI系統(tǒng)中激光器的輸出光頻進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)絕對(duì)距離以及振動(dòng)的高精度測(cè)量，最終該系統(tǒng)在0.1m到0.7m的測(cè)量范圍內(nèi)獲得了50nm左右的測(cè)距精度，該系統(tǒng)測(cè)量精度較高，但只適用于環(huán)境穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境[21]。2013年，清華大學(xué)的吳學(xué)健等人提出通過飛秒光頻梳對(duì)可調(diào)諧激光器的光頻進(jìn)行校準(zhǔn)，以此提升激光頻率掃描的精度，并以此搭建了一套外差FSI測(cè)距系統(tǒng)，在1m的距離上測(cè)距精度優(yōu)于5μm[22]。
然而，飛秒光頻梳較高的成本使其目前難以在工業(yè)場(chǎng)景下推廣應(yīng)用。2014年，天津大學(xué)的時(shí)光等人設(shè)計(jì)了一種雙光路FSI系統(tǒng)，利用長(zhǎng)光纖搭建的參考干涉光路的信號(hào)作為時(shí)鐘用于測(cè)量光路干涉信號(hào)的重采樣，系統(tǒng)緊湊，有效解決了傳統(tǒng)空間光路輔助干涉儀的體積限制，最終在10m的測(cè)量距離上獲得了50μm的分辨力[23]。在此之后，關(guān)于FSI系統(tǒng)中光頻測(cè)量方法的相關(guān)研究主要集中于采用FPI、飛秒光頻梳以及輔助干涉儀三類方法的改進(jìn)與組合，以彌補(bǔ)各類方法的缺陷，提升系統(tǒng)測(cè)距精度[24-25]。工業(yè)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)不僅需要測(cè)距系統(tǒng)提供高精度的測(cè)量結(jié)果，同時(shí)還對(duì)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性提出了要求。
綜合考慮系統(tǒng)精度、體積以及成本，構(gòu)建光纖輔助干涉儀仍是目前的FSI測(cè)距系統(tǒng)中最為經(jīng)濟(jì)可靠，同時(shí)也是應(yīng)用最為廣泛的光頻測(cè)量手段。為獲得更高的光頻測(cè)量精度，輔助干涉儀的光程往往需要達(dá)到幾十甚至上百米，然而，受溫度變化等環(huán)境因素影響，延時(shí)光纖的光程難以在測(cè)量過程中維持穩(wěn)定，導(dǎo)致作為長(zhǎng)度參考的輔助干涉儀光程發(fā)生漂移。此外，光纖的色散效應(yīng)會(huì)在光頻調(diào)諧過程中引入額外的相位變化，導(dǎo)致測(cè)量干涉儀與輔助干涉儀間的色散失配，降低測(cè)距精度。針對(duì)上述問題，本文研究了基于光纖輔助干涉儀的FSI測(cè)距系統(tǒng)原理，討論并分析了環(huán)境溫度變化與色散失配對(duì)最終測(cè)距精度的影響。
在此基礎(chǔ)上，提出了基于吸收光譜的光纖輔助干涉儀光程標(biāo)定方法，通過特定吸收氣體為FSI測(cè)距系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可溯源的光頻參考，在最小化系統(tǒng)成本與體積的前提下實(shí)現(xiàn)了FSI系統(tǒng)中光纖輔助干涉儀光程的在位快速標(biāo)定。同時(shí)，提出了色散失配誤差快速補(bǔ)償算法，通過二階多項(xiàng)式擬合標(biāo)定了光纖輔助干涉儀標(biāo)定過程中的色散系數(shù)，并消除了色散失配誤差對(duì)測(cè)距結(jié)果的影響。最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述方法的有效性，與商用干涉儀在20m的測(cè)量距離上進(jìn)行精度對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)的最大測(cè)距偏差小于50μm，測(cè)量重復(fù)性優(yōu)于±4μm。
2FSI測(cè)距原理與誤差模型
可調(diào)諧激光器發(fā)出的激光經(jīng)光纖傳導(dǎo)后被光纖耦合器分為兩部分，一部分進(jìn)入測(cè)量干涉儀，經(jīng)耦合器、環(huán)行器、準(zhǔn)直器等射向目標(biāo)表面并返回，在光電探測(cè)器位置與參考光發(fā)生干涉，完成對(duì)目標(biāo)的絕對(duì)距離測(cè)量;另一部分進(jìn)入輔助干涉儀，經(jīng)過一段由長(zhǎng)延時(shí)光纖構(gòu)建的馬赫曾德光纖干涉儀后發(fā)生干涉，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器光頻的監(jiān)控。根據(jù)上述推導(dǎo)可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)SI系統(tǒng)中被測(cè)距離主要根據(jù)測(cè)量與輔助干涉信號(hào)的相位變化比例關(guān)系、輔助干涉儀的光程以及空氣折射率解算。其中，作為長(zhǎng)度參考的輔助干涉儀光程直接影響測(cè)距精度，因此需要長(zhǎng)期保持高度的穩(wěn)定性。然而，作為一種對(duì)環(huán)境因素敏感的光學(xué)元件，光纖容易受到室溫變化以及色散效應(yīng)的影響。
一方面，在開放或半開放的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境溫度波動(dòng)劇烈，光纖的等效折射率隨之發(fā)生變化，以典型的SMF28單模光纖為例，其折射率隨溫度的變化系數(shù)約為×10~12×10，不同溫度下輔助干涉儀的光程將存在巨大差異。另一方面，F(xiàn)SI系統(tǒng)的調(diào)諧范圍一般可達(dá)100GHz~1THz，由于光纖介質(zhì)存在較強(qiáng)的色散效應(yīng)，因此在單次光頻調(diào)諧過程中輔助干涉信號(hào)相位還包含了色散效應(yīng)引入的額外相位變化。而在由空氣光路構(gòu)成的測(cè)量干涉儀信號(hào)中，色散效應(yīng)的影響卻可以忽略不計(jì)，這也導(dǎo)致了兩路干涉信號(hào)間存在色散失配問題，降低測(cè)距精度。
3光程標(biāo)定與色散失配誤差補(bǔ)償方法
通過上述仿真結(jié)果可以看到，輔助干涉儀的光程漂移以及色散問題對(duì)FSI系統(tǒng)的測(cè)距精度造成了嚴(yán)重的影響，必須采取措施予以修正。針對(duì)上述問題，本節(jié)提出了基于吸收光譜的光纖輔助干涉儀光程標(biāo)定方法，以解決惡劣環(huán)境下FSI系統(tǒng)中輔助干涉儀光程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性問題;接著提出了基于二次多項(xiàng)式擬合的色散失配誤差補(bǔ)償方法，在修正色散失配誤差的同時(shí)提供了標(biāo)定過程所需的色散啁啾系數(shù)。
3.1基于吸收光譜的光纖輔助干涉儀光程標(biāo)定方法
環(huán)境溫度對(duì)輔助干涉儀光程的影響嚴(yán)重限制了FSI系統(tǒng)的測(cè)距精度，一般通過定期標(biāo)定輔助干涉儀光程解決：利用商用干涉儀提供標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，并采用待測(cè)FSI系統(tǒng)對(duì)該段距離進(jìn)行測(cè)量，最后通過逆向使用測(cè)距公式完成標(biāo)定過程。該方法需要長(zhǎng)直線導(dǎo)軌作為輔助裝置，操作繁瑣，無法在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。因此亟需研究一種高精度、可溯源的快速現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法，實(shí)現(xiàn)輔助干涉儀光程的在位更新。
2014年，牛津大學(xué)的JohnDale等人將經(jīng)NIST標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)HC13N氣體吸收池應(yīng)用于FSI系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了輔助干涉儀光程的在線校準(zhǔn)，并取得了良好的效果，最終在0.2m~20m的測(cè)量范圍內(nèi)獲得了0.41ppm的相對(duì)不確定度[27]，為解決上述問題提供了新的思路。然而，該方法仍存在一定局限性：首先，標(biāo)準(zhǔn)氣體吸收池的吸收譜線與氣體壓強(qiáng)相關(guān)，受加工精度的影響，很難做到與NIST提供的檢定證書完全一致。其次，NIST提供的吸收峰對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)精度僅為幾個(gè)皮米，難以滿足FSI測(cè)距系統(tǒng)的精度需求。
此外，上述實(shí)驗(yàn)中輔助干涉儀為通過銦鋼搭建的自由空間輔助干涉儀，體積龐大，無法在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，而在光纖輔助干涉儀在光頻調(diào)諧過程中存在色散效應(yīng)，將對(duì)標(biāo)定結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，必須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。針對(duì)上述問題，本文提出了一種基于吸收光譜的光纖輔助干涉儀標(biāo)定方法：首先，采用鎖定至銣鐘的飛秒光頻梳對(duì)氣體吸收池的吸收光譜進(jìn)行預(yù)先標(biāo)定，由于飛秒光頻梳具有豐富且準(zhǔn)確可溯源的光譜特征，因此可以準(zhǔn)確地確定吸收光譜間的距離，提升標(biāo)定精度?？烧{(diào)諧激光器發(fā)出的激光分為三個(gè)部分，一部分與鎖定至銣鐘的飛秒光頻梳經(jīng)光學(xué)耦合器混合產(chǎn)生干涉;另一部分進(jìn)入氣體吸收池，透射信號(hào)被光電探測(cè)器接收;第三部分直接通過光電探測(cè)器接收，用于監(jiān)控激光強(qiáng)度的波動(dòng)。
可調(diào)諧激光器發(fā)出的掃頻激光與飛秒光頻梳發(fā)生干涉，產(chǎn)生多個(gè)不同頻率的拍頻信號(hào)，通過調(diào)節(jié)PD帶寬或增加電學(xué)濾波器，濾出掃頻激光與最近的一根梳齒產(chǎn)生的拍頻信號(hào)。該信號(hào)的頻率將隨光頻掃描呈現(xiàn)周期性改變。當(dāng)拍頻信號(hào)為零時(shí)，說明掃頻激光與某一光頻梳齒發(fā)生重合，此時(shí)掃頻激光的光頻即為該光頻梳齒對(duì)應(yīng)的光頻。與此同時(shí)，經(jīng)過氣體吸收池的掃頻光在特定譜線位置發(fā)生吸收，透射光強(qiáng)度發(fā)生下降，對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行歸一化后，通過高斯擬合算法即可獲得每根吸收譜線峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)間。通過光頻梳測(cè)得的光頻—時(shí)間曲線即可通過插值方法計(jì)算譜線間對(duì)應(yīng)的光頻差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體吸收池的精確標(biāo)定。
接著將標(biāo)定好的氣體吸收池引入FSI系統(tǒng)中完成對(duì)光纖輔助干涉儀光程的標(biāo)定，改進(jìn)后的FSI系統(tǒng)如圖6所示：可調(diào)諧激光器產(chǎn)生的激光被分為四部分，第一部分進(jìn)入測(cè)量干涉儀，完成絕對(duì)距離測(cè)量;第二部分進(jìn)入輔助干涉儀，實(shí)時(shí)監(jiān)控可調(diào)諧激光器的輸出光頻;第三部分光經(jīng)氣體吸收腔透射被光電探測(cè)器接收，用于輔助干涉儀光程的標(biāo)定;第四部分直接監(jiān)控激光器的輸出強(qiáng)度波動(dòng)，并將其用于吸收光譜強(qiáng)度信號(hào)的歸一化處理。
3.2色散失配誤差補(bǔ)償方法
根據(jù)第二節(jié)建立的色散失配誤差模型，當(dāng)輔助干涉儀存在色散效應(yīng)時(shí)，其相位變化表現(xiàn)為掃頻引起的一階相位變化以及色散引起的二階相位變化的疊加。針對(duì)這一特點(diǎn)，我們提出了一種基于二階多項(xiàng)式擬合的色散失配誤差修正方法：首先，與吸收光譜信號(hào)類似，為消除激光器光頻調(diào)諧非線性問題，通過輔助干涉信號(hào)中過零點(diǎn)構(gòu)建時(shí)鐘信號(hào)，并基于此對(duì)測(cè)量干涉儀信號(hào)進(jìn)行重采樣。
4實(shí)驗(yàn)與討論
為評(píng)估上述方法的有效性，搭建了氣體吸收池標(biāo)定系統(tǒng)與FSI絕對(duì)測(cè)距系統(tǒng)并進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)中，可調(diào)諧光源采用是德科技(Keysight)生產(chǎn)的81606A型可調(diào)諧激光器，實(shí)驗(yàn)過程中調(diào)諧速度及范圍分別設(shè)置為20nm/s以及1520nm~1535nm。用于標(biāo)定氣體吸收池的飛秒光頻梳(MenloSystem，F(xiàn)C_1500_250_ULN)重頻設(shè)定為250MHz，并被鎖定到銣鐘上。氣體吸收池選用WavelengthReference公司生產(chǎn)的混合氣體吸收池(TRIH(80)-5/150/150-FC/APC)，包含HCN，C12O，C13O三種氣體，光譜范圍覆蓋1519nm-1632nm，其中HCN氣體的吸收光譜，其能夠在1519nm~1557nm的范圍內(nèi)提供54根吸收譜線，平均間隔0.6nm~0.7nm。
輔助干涉儀采用SMF-28型單模光纖搭建，延時(shí)光纖的長(zhǎng)度約為110m。所有光電信號(hào)均通過光電探測(cè)器(PDB450C,Thorlabs)接收，并經(jīng)一臺(tái)高速數(shù)字化儀(NationalInstruments，PXIe-5162)以20MS/s的速度采集并存儲(chǔ)到上位機(jī)，數(shù)據(jù)的處理通過Matlab離線實(shí)現(xiàn)。
首先，借助飛秒光頻梳對(duì)氣體吸收池的吸收光譜進(jìn)行標(biāo)定。由于光電探測(cè)器的飽和閾值較低，因此采用光學(xué)濾波器濾出調(diào)諧范圍內(nèi)的光頻梳齒，并通過摻鉺光纖放大器(EDFA)進(jìn)行放大以提升干涉信號(hào)的強(qiáng)度。同時(shí)，為分離不同梳齒與可調(diào)諧激光干涉產(chǎn)生的拍頻信號(hào)，光電探測(cè)器接收的信號(hào)經(jīng)放大后通過一個(gè)帶通濾波器(定制，帶寬：4MHz，中心頻率：3MHz)以篩選出特定的拍頻。根據(jù)設(shè)定的調(diào)諧范圍，在整個(gè)掃描過程中共能夠產(chǎn)生26根吸收峰(R23branch~P2branch)，重采樣后的吸收光譜信號(hào)與光梳拍頻信號(hào)。由于光譜吸收深度較低，信號(hào)中包含了大量隨機(jī)噪聲。為降低其對(duì)頻譜擬合精度的影響，對(duì)信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，濾除信號(hào)中的高頻噪聲成分。之后對(duì)每根梳齒進(jìn)行高斯擬合可以看到，擬合曲線與原信號(hào)呈現(xiàn)了較好的一致性，能夠準(zhǔn)確地定位吸收峰對(duì)應(yīng)的位置。
在完成了預(yù)標(biāo)定工作后，首先采用該系統(tǒng)在不同的溫度下對(duì)同一距離進(jìn)行重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證上述方法的有效性。由于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境溫度相對(duì)穩(wěn)定，難以有效調(diào)節(jié)，因此我們將光纖輔助干涉儀做防水處理后浸沒于水中，使其溫度隨水溫發(fā)生變化。通過使用溫水自然降溫的過程來模擬環(huán)境溫度變化對(duì)輔助干涉儀光程的影響。
在此過程中，測(cè)距系統(tǒng)對(duì)同一目標(biāo)的距離進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，與此同時(shí)，通過高精度溫度計(jì)監(jiān)測(cè)水溫隨時(shí)間的變化曲線。在實(shí)驗(yàn)過程中，為保證輔助干涉儀與水體溫度保持一致，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先使系統(tǒng)靜置1小時(shí)，以使輔助干涉儀與水溫趨于相同。本實(shí)驗(yàn)中，開始測(cè)量時(shí)刻的水體溫度為40.1℃，經(jīng)約1.6小時(shí)后，降至30.3℃。整個(gè)過程中，F(xiàn)SI測(cè)距系統(tǒng)以大約20s一次的速度對(duì)目標(biāo)距離進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，同時(shí)每5分鐘記錄一次水體溫度。
紅色曲線為水溫隨時(shí)間變化規(guī)律，紫色曲線為通過氣室標(biāo)定得到的光纖輔助干涉儀的光程，可以看出，二者變化趨勢(shì)非常近似，這也印證了第二節(jié)推導(dǎo)的結(jié)論。圖9(b)為系統(tǒng)在使用光譜標(biāo)定輔助干涉儀前后對(duì)同一目標(biāo)的測(cè)距結(jié)果，由于未標(biāo)定的系統(tǒng)只能夠采用0時(shí)刻的輔助干涉儀光程，隨著溫度逐漸降低，距離測(cè)量誤差逐漸增大，在水溫降低10℃后，測(cè)距誤差已經(jīng)達(dá)到了1.8mm左右，相較之下，通過氣體吸收池標(biāo)定后的FSI系統(tǒng)測(cè)距結(jié)果基本不變，這也證明了該方法的有效性。
最終在12m左右的距離上，該系統(tǒng)的測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)差為68μm，相對(duì)重復(fù)性精度約為5.28×10，這一誤差主要來自輔助干涉儀標(biāo)定過程中的光程的隨機(jī)波動(dòng)，在實(shí)際應(yīng)用中，溫度變化相較于本實(shí)驗(yàn)更加緩慢，因此可以認(rèn)為在多次測(cè)量的過程中，輔助干涉儀光程變化量極小，因此可以通過多次取平均的方法消除隨機(jī)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的測(cè)距精度。
5結(jié)論
針對(duì)大型裝備制造領(lǐng)域?qū)Ω呔冉^對(duì)測(cè)距技術(shù)的需求，本文研究了基于光頻掃描干涉的高精度絕對(duì)測(cè)距方法。針對(duì)FSI系統(tǒng)中光纖輔助干涉儀光程容易受環(huán)境因素影響的問題，提出了基于吸收光譜的光纖輔助干涉儀光程標(biāo)定方法，通過特定氣體精確且穩(wěn)定的吸收光譜為輔助干涉儀的標(biāo)定提供了高精度光頻基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了FSI系統(tǒng)長(zhǎng)度參考的在位標(biāo)定;同時(shí)，提出了色散失配誤差快速補(bǔ)償算法以消除寬帶掃頻引入的測(cè)距誤差。上述方法通過精度對(duì)比實(shí)驗(yàn)得到了有效驗(yàn)證，最終該系統(tǒng)在20m的測(cè)量距離上獲得了優(yōu)于50μm的測(cè)距精度，測(cè)量重復(fù)性優(yōu)于±4μm。
參考文獻(xiàn)
[1]ZhaoJG,GuoHJ.StudyandApplicationofDigitalMeasurementTechnologyforAircraftAssemblyPrecision[J].AeronauticalManufacturingTechnology,2016,59(20):24-27.趙建國(guó),郭洪杰.飛機(jī)裝配質(zhì)量數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)研究及應(yīng)用[J].航空制造技術(shù),2016,59(20):24-27.
[2]ZhaoX,YangHM,QiangJ,etal.High-PrecisioncoherentlaserrangingmethodbasedonKalmanfiltering[J].Actaopticasinica,2020,40(15):1412001.趙瀟,楊海馬,強(qiáng)佳,等.基于卡爾曼濾波的高精度相干激光測(cè)距方法[J].光學(xué)學(xué)報(bào),2020,40(14):1412001.
[3]CuiPF,YangLH,LinJR,etal.Applicationoffemtosecondopticalfrequencycombinpreciseabsolutedistancemeasurement[J].Laserandoptoelectronicsprogress,2018,55(12):120011.崔鵬飛,楊凌輝,林嘉睿,等.飛秒光學(xué)頻率梳在精密絕對(duì)測(cè)距中的應(yīng)用[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展,2018,55(12):120011.
作者：尚岳，吳騰飛，林嘉睿，楊凌輝，周強(qiáng)，邾繼貴
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