刘娇月,杨聚庆

(1．河南工业职业技术学院柔性实验室，河南南阳 473009；2．北京工业大学应用数理学院，北京 100124；3. 中国科学院光电研究院，北京 100094)



飞秒激光频域干涉测距相位信号分析与处理

刘娇月1,3,杨聚庆2,3

(1．河南工业职业技术学院柔性实验室，河南南阳 473009；2．北京工业大学应用数理学院，北京 100124；3. 中国科学院光电研究院，北京 100094)

针对飞秒激光测距频谱干涉条纹信号，分析了被测距离精度对于相位信息采集与处理要求，详细介绍了光谱分辨干涉测距的数据处理过程。根据测距信号干涉谱的数学关系，推导了被测距离求解公式。采用快速傅里叶变换和坐标旋转数字计算法进行光谱分辨干涉信号处理，经过时域信号的傅里叶变换、信号相位解包裹、加窗函数时域信号滤波等环节，分别对飞秒激光测距频谱干涉条纹信号中每个频率的相位值进行处理和变换。系统仿真中，离散频谱分析的幅值最大误差从36.3%降低到15.1%。经过比对实验，该法能实现飞秒激光测距信号有效处理。

飞秒激光测距；光谱分辨干涉；相位信号处理

0 引言

飞秒激光应用技术是当今超精密测量技术的前沿领域，是现代高精度几何量和面形测量技术的发展方向，对极端制造中的精密装备加工质量与精度具有重要影响。飞秒激光频率梳为激光测距提供了新的测量方法，测量性能显著提高。2000年，日本国家计量研究所(NMIJ)的科学家K. Minoshima等人首次提出采用光频梳进行绝对测距的概念。之后，美国NIST、韩国KAIST和荷兰VSL等研究机构又采取了不同的技术方案使其朝着大范围、高精度、快速实时的方向更进了一步[1]。……