半导体激光器线性调频绝对距离测量系统研究

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绝对距离测量在工业制造领域有着广阔的应用前景,也是精密计量领域的重要研究方向之一。激光调频测距技术由于抗干扰能力强, 测量信号处理简单近年来逐渐成为研究的热点, 半导体激光器具有封装尺寸小、使用寿命长、调谐速度快、性价比高等优点,是理想的可调谐光源。本文对半导体激光器线性调频绝对距离测量技术进行了研究。  本文对半导体激光器线性调频绝对距离测量的原理进行了分析和仿真验证, 基于测量原理搭建了绝对距离测量系统并进行了测距实验。根据所选用的半导体激光器的波长调谐特性, 设计了半导体激光器调频驱动电路实现了激光器的线性调频。设计了绝对距离测量方案并搭建了光学干涉系统,获得了拍频信号, 对不同被测距离下的拍频信号进行采集与处理, 建立了激光拍频频率与被测距离之间的线性关系并进行了距离测量实验,对影响系统测距分辨率的主要因素进行了深入分析和实验研究。  实验表明, 本文所设计的半导体激光器线性调频绝对距离测量系统可以通过测量拍频信号的频率实现绝对距离测量; 以文中选用的激光器, 在130mm的范围内, 测距分辨率达到了O.24mm,系统测距范围主要依赖于激光光束的准直程度, 提高激光器调频的调剂带宽及调谐频率可显著提高距离测量的分辨率。
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