光学反射式分布测量技术浅析

干光源和Michelson干涉仪。探测光束分束后分别耦合入待测链路和参考链路。参考光经过反射镜返回，如果从待测链路事件点返回的反向散射光与参考光光程相等，两束光干涉产生光强增大，可以从背景信号中识别出干涉信号。通过步进电机控制参考反射镜移动，可以检测整个待测链路的光学特征。由时间延迟或参考反射镜的位置可以确定事件点到测量输入端的距离。

干涉探测仪采用低相干光源，相关时间很短，参考光只能与相关长度内的反向光发生干涉，因此干涉探测的理论分辨率由光源的相干长度lc决定。光路上两事件点的光程差是Δl=2n Δ s，（n是器件的折射率，Δs是两事件点的距离）。当Δl>lc时，两个事件点的反向光相互独立，与参考光形成可以分辨的干涉条纹（图6）。当Δl（8）

λ0是光源中心波长，δλ是光源的谱宽。

四、总结

以上介绍了光反射探测的基本原理及实现方法，着重分析了几种改进的探测技术，讨论了反射探测应用于小尺度测量时最关注的探测分辨率问题。相关探测利用互补码调制探测信号，达到抑制噪声的目的，需要额外的编码发生器及信号处理器，其分辨率由光源脉冲宽度及探测动态范围决定。光频域探测用频率变化探测链路光学特征，有较高的分辨率及动态范围，但对频率的线性调制有较高要求，频率线性控制难度大，对测量信号要进行Fourier变换计算，其分辨率由频率变化间隔决定，测量精度可达到毫米精度。干涉探测利用光的干涉特性进行测量，有高分辨率、高动态范围的特点，结构较为简单，需要相干时间短的稳定光源，理论分辨率由光源相干长度决定，实际还要受移动控制机构精度影响，测量精度可达到微米精度。几种探测技术的分辨率决定因素不同，在实现方法上各有特点。

五．参考文献

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