徐靖翔 孔明 许新科

(中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018)

激光扫频干涉测量技术具有无测距盲区、非接触、单次测量多目标的能力.通过傅里叶变换可提取目标拍频频率,进而解算距离.然而受激光器调频带宽限制,通过傅里叶变换得到的目标分辨率受限于固有分辨率.为解决该问题,本文提出采用基于旋转不变技术的信号参数估计(ESPRIT)算法对测量信号进行频谱分析.实验通过插值拟合法校正测量信号拍频非线性,进而采用ESPRIT 算法测量目标距离,结果表明在傅里叶变换算法无法区分临近目标频率的情况下,采用ESPRIT 算法可以区分出目标的频率,通过计算可得被测目标的厚度为2.08 mm.从而为诸如光纤临近损伤点、薄台阶高度或小孔等测量提供了思路.

1 引 言

激光测距具有测距范围大、抗干扰能力强、分辨率高等诸多优点,被广泛应用于光学探测、三维形貌测量和工业制造等领域.常用的激光测距方法有光频梳法、干涉法、相位法和脉冲法等.激光扫频干涉测量技术属于光学干涉测量技术的一种,该技术将调频测距的原理和激光的优点相结合,可以实现多目标、非接触、高精度的绝对测距,在工业制造和科学研究中具有重要的价值[1−5].

激光扫频干涉测量技术作为一种新型相干探测技术,采用线性调频信号调制激光,对被测目标的拍频信号进行频谱分析可以获得被测目标的距离与速度[6−8].该技术的测量分辨率与可调激光器……