专利名称：一种双频激光多普勒测速方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种双频激光多普勒测速方法及装置
背景技术：
激光多普勒测速仪以其非接触测量、空间分辨率高、响应速度快等优点，在很多领域得到广泛应用。已有激光多普勒测速仪主要分为单频激光多普勒测速仪和双频激光多普 勒测速仪两种。图1示出了现有的单频激光多普勒测速仪的基本结构。该单频多普勒测速仪实际 上是一台迈克尔逊式位移干涉仪。由单频激光器1发出的单频激光束51’入射到半透半反 镜71’后，被分成反射光束52’和透射光束55’。作为参考光束，反射光束52’照射到全反 射镜81’上，被反射回的光束53’照射到半透半反镜71’上，其透射光束沿光束54’的方向 照射到光电接收器41’上。作为信号光束，透射光束55’照射到82’全反射镜上，所产生的 反射光束照射到待测速的运动物体3’上。由运动物体3’上反射出的激光束57’的激光频 率受到运动物体速度的影响，发生和运动物体速度成正比的多普勒频移，从而改变了激光 束57’的频率。激光束57’经过全反射镜82’反射后沿光束58’方向入射到半透半反镜 71，后被反射，沿光束54，的方向入射到光电接收器41，上。光电接收器41，接收到由激光 束53’和激光束58’所形成的合光光束54’，输出一个和运动物体速度成正比的拍频信号。 用这个拍频信号，经过计算就可以得到运动物体的速度。单频激光测速仪具有结构简单、使用方便的优点，同时也由于激光器激光频率的 漂移大、激光频率非常高和光电接收器的频带不高等因素的限制，使得单频激光多普勒测 速仪的测速精度不高、可测的最高速度很低，应用范围受到很大的限制。图2示出了现有的双频激光多普勒测速仪的基本结构。该双频激光多普勒测速仪 使用1台偏振方向互相垂直的双频激光器2’发出的双频激光束61’进行运动物体速度的 测量。激光束被半透半反镜71’分成反射激光束62’和透射激光束63’。反射激光束62’ 通过偏振器92’后，沿着光束68’的方向照射到被光电接收器41’上。光电接收器41’输 出此光束内两个频率激光的拍频。此拍频被用作为参考拍频。透射光束63’内含有偏振方 向相互垂直的两个不同频率的激光，它通过偏振方向与其内激光偏振方向成45°角的偏振 器时，被分为垂直(和纸面垂直)偏振的单频反射光束641’和平行(和纸面平行)偏振的 单频透射光束651’。这两个单频激光束的频率不同。反射光束641’内激光的频率在整个 传播过程中保持不变。光束641，依次被全反射器81’的反射，沿光束642，和光束643，的 方向传播并入射到偏振器91’内。透射光束651被待测速运动物体3’反射，其内激光频率 收到待测速物体运动的影响，产生多普勒频移，并沿着光束652’和光束653’的方向传播。 光束653’在透过偏振器91’后，和由光束643’在偏振器91’内产生的反射光合为一个激 光束66’。在激光束66’内有两个激光频率一个是原来两个激光频率中的一个频率，另一 个是原来两个激光频率中的另一个频率，但它是受了多普勒频移的新频率。合光束66’被 全反射镜72’反射后，经过偏振器93’后沿光束69’的方向入射到光电接收器42’上。光电接收器42’检测到合光束69’后，输出和待测物体速度成正比的拍频信号。用此拍频信 号可以得到运动物体的速度。现有的双频激光多普勒测速仪优于单频激光多普勒测速仪，其测量精度不受激光 器激光频率的漂移大和激光频率太高的限制，具有高的信噪比，抗干扰能力强，测量精度得 到提高。但是，已有的双频激光多普勒测速仪的最大可测量速度受限于所用双频激光器的 频差。至今已有双频激光多普勒测速仪的最高测速一般在1000mm/S以下，远远不能够满足 目前对高速运动物体进行速度测量的需求。

发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别针对采用双频激光器的两个不同频率的激光同时照射到待测速物体上，共同传感速度信息，提高可测速度的上限，扩大 测速范围，提出了一种双频激光多普勒测速方法及装置。为达到上述目的，本发明实施例的一方面提出了一种双频激光多普勒测速方法， 包括如下步骤生成双频激光束，所述双频激光束为包括两个不同频率激光的光束，将所述双频 激光束分成两个双频光束，分别作为参考光束以生成参考拍频信号和测量光束以生成测量 拍频信号；将所述参考拍频信号和从待测速物体反射回来的测量拍频信号进行混频，以得到 与待测速物体的运动速度成正比的拍频信号；和根据所述与测速物体的运动速度成正比的拍频信号，计算待测速物体的运动速度。本发明实施例的另一方面还提出了一种双频激光多普勒测速装置，包括双频激光 束生成及探测模块、混频模块和测速模块。其中，双频激光束生成及探测模块，用于生成双频激光束，所述双频激光束为包括 两个不同频率激光的光束，将所述双频激光束分成两个双频光束，分别作为参考光束以生 成参考拍频信号和测量光束以生成测量拍频信号；混频模块，用于将所述参考拍频信号和从待测速物体反射回来的测量拍频信号进 行混频，以得到与待测速物体的运动速度成正比的拍频信号；和测速模块，用于根据所述与测速物体的运动速度成正比的拍频信号，计算带测速 物体的运动速度。本发明实施例提供的双频激光多普勒测速方法及装置，相对现有的单频激光多普 勒测试法和双频激光多普勒测速法，可以大大提高双频激光多普勒测速方法的最高可测速 度，扩大速度量程；同时，也可以选用更多种不同类型的双频激光器，从而可以简化结构，提 高稳定性，方便使用，扩大应用范围，具有光明的应用前景。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。


本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1为现有的单频激光测速仪结构的示意图；图2为现有的双频激光测速仪结构的示意图；图3为本发明实施例的双频激光多普勒测速方法的流程框图；图4为本发明实施例的双频激光多普勒测速装置的结构框图；图5为本发明实施例一的采用平行偏振双频激光器和两个接收器的双频激光多 普勒测速装置结构的示意图；图6为本发明实施例二的采用平行偏振双频激光器和一个接收器的双频激光多 普勒测速装置结构的示意图；图7为本发明实施例三的采用垂直偏振双频激光器和两个接收器的双频激光多 普勒测速装置结构的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。为解决现有方案中存在的双频激光多普勒测速仪的测速范围小的问题，本发明实 施例提供了一种双频激光多普勒测速方法。图3示出了该双频多普勒测速方法的流程框 图。如图3所示，该方法包括如下步骤SlOl 生成双频激光束，将该双频激光束分成两个双频光束，分别作为参考光束以 生成参考拍频信号和测量光束以生成测量拍频信号；利用双频激光器生成一束具有固定频率差激光束，该激光束包括两束不同频率V1 和V2的激光。其中，该双频激光束可以通过以下两种方式之一生成，包括1)由同一个双频激光器生成双频激光束；其中，该双频激光器可以为全固态激光器或半导体激光器或气体激光器。上述三种双频激光器，分别具有以下不同的特点全固态激光器体积小、功率大、稳定、光束质量高；半导体激光器价格较高。体积小、功耗低，但其实施双频激光运转还比较困难，需 要添加外谐振腔、布喇格光纤光栅外腔等措施以获得双频激光运转；气体激光器主要指HeNe和HeCd气体激光器，其优点是价格低、激光谱线宽度窄， 可以得到更好的测量信号。2)由两个不同单频激光器分别产生单频激光束，将两个单频激光束合成一束双频 激光束，上述两个单频激光束的频率不同。上述已生成的双频激光束的两个不同频率激光的光束为线偏振，其偏振方向可以 为相互平行或者相互垂直。当双频激光束的两个不同频率激光的光束的偏振方向为垂直 时，利用偏振器将偏振方向为垂直的双频激光束调整为偏振方向为平行的双频激光束。将上述双频激光束入射到半透半反镜，被分为两束双频激光。其中一束双频激光 作为参考光束，被第一光电探测器接收后，两个不同频率的激光束之间的频差AvdtSS 考拍频信号fD1。
fD1 = Δ ν = I V1-V21。将另一束双频激光作为测量光束照射到待测速物体上，受待测速物体运动的影 响，该双频激光束中的两个不同频率的激光的频率都产生多普勒频移；由于原来的频率不 同，两个不同频率的激光所产生的多普勒频移量也不同。不同的多普勒频移量导致该束双 频激光中的两个不同频率激光之间的频差和之前由激光器直接发出的双频激光束中两个 频率激光之间的频差不同。该束双频激光被第二光电探测器接收后，生成测量拍频信号fD2。
上述步骤中，参考光束和测量光束分别被两个不同的光电探测器接收，本发明还 可以实施为参考光束和测量光束被同一个光电探测器接收，以产生参考拍频信号和测量拍 频信号。S102:将参考拍频信号和测量拍频信号进行混频，以得到与待测速物体的运动速 度成正比的拍频信号；将步骤101中得到的参考拍频信号fD1和测量拍频信号fD2进行混频，可以得到与 待测速物体的运动速度成正比的拍频信号fs。具体的说，由于参考拍频信号fD1 = Δν = V1-V2I,测量拍频信号fD2 = Δ ν (1+ (2u/c))，其中，u为待测速物体的运动速度，c为光速。可以计算得到拍频信号fs = Δ ν氺2u/c。S103:根据与测速物体的运动速度成正比的拍频信号，计算待测速物体的运动速度。根据步骤101中得到的双频激光的频差Δ ν和步骤102中得到的拍频信号fs = Δ v*2u/c，计算待测速物体的运动速度u = Cfs/ (2 Δ ν)。上述步骤是在待测速物体的运动速度、入射光和反射光共线，即它们之间的夹角 θ为0时进行。对于待测速物体的运动速度、入射光和反射光不共线更普遍的情况，拍频信 号fs的表达式中，还需要乘一个角度的余弦。这个交角为散射光方向单位矢量与入射光方 向单位矢量的合矢量方向与物体运动速度方向之间的夹角。其实施原理同上述方法中的步
骤一致。本发明实施例还提供了一种双频激光多普勒测速装置。图4示出了该双频激光 多普勒测速装置的结构框图。如图4中所示，该装置100包括双频激光束生成与探测模块 110、混频模块120和测速模块130。其中，双频激光束生成与探测模块110，还包括激光器111和光电探测器112。用 于生成包括两个不同频率V1和V2的激光的双频激光束，并将上述双频激光束分成两个双频 光束，分别作为参考光束以生成参考拍频信号和测量光束以生成测量拍频信号。激光器111可以为双频激光器或单频激光器。当激光器111为双频激光器时，由 一个双频激光器生成双频激光束。其中，该双频激光器可以为全固态激光器或半导体激光器或气体激光器。上述三种双频激光器，分别具有以下不同的特点全固态激光器体积小、功率大、稳定、光束质量高；半导体激光器价格较高。体积小、功耗低，但其实施双频激光运转还比较困难，需 要添加外谐振腔、布喇格光纤光栅外腔等措施以获得双频激光运转；气体激光器主要指HeNe和HeCd气体激光器，其优点是价格低、激光谱线宽度窄，可以得到更好的测量信号。
当激光器111为单频激光器时，双频激光束由两个不同单频激光器分别产生单频 激光束，两个单频激光束合成一束双频激光束，上述两个单频激光束的频率不同。上述已生成的双频激光束的两个不同频率激光的光束为线偏振，其偏振方向可以 为相互平行或者相互垂直。当偏振方向为相互垂直时，双频激光束生成及探测模块110还包括偏振器，利用 该偏振器将偏振方向为垂直的双频激光束调整为偏振方向为平行的双频激光束。光电探测器112，用于接收双频激光束。光电探测器112可以实施为包括两个光电 探测器，即第一光电探测器和第二光电探测器，或者仅包括一个光电探测器。将上述双频激光束入射到半透半反镜，被分为两束双频激光。其中一束双频激光 作为参考光束，被第一光电探测器接收后，两个不同频率的激光束之间的频差AvdtSS 考拍频信号fD1。fD1 = Δ ν = V1-V2。将另一束双频激光照射到待测速物体上，受待测速物体运动的影响，该双频激光 束中的两个不同频率的激光的频率都产生多普勒频移；由于原来的频率不同，两个不同频 率的激光所产生的多普勒频移量也不同。不同的多普勒频移量导致该束双频激光中的两个 不同频率激光之间的频差和之前由激光器直接发出的双频激光束中两个频率激光之间的 频差不同。该束双频激光被第二光电探测器接收后，生成测量拍频信号fD2。本发明还可以实施为参考光束和测量光束被同一个光电探测器接收，以产生参考 拍频信号和测量拍频信号。双频激光多普勒测速装置100还包括混频模块120，用于将来自双频激光束生成 与探测模块110的参考拍频信号和测量拍频信号进行混频，以得到与待测速物体的运动速 度成正比的拍频信号。将双频激光束生成及探测模块110中得到的参考拍频信号fD1和测量拍频信号fD2 进行混频，可以得到与待测速物体的运动速度成正比的拍频信号fs。具体的说，由于参考拍频信号fD1 = Δν = V1-V2I,测量拍频信号fD2 = Δ ν (1+ (2u/c))，其中，u为待测速物体的运动速度，c为光速。可以计算得到拍频信号fs = Δ ν氺2u/c。根据双频激光束生成及探测模块110中的双频激光的频差Δν和混频模块120中 得到的拍频信号fs = Δ v*2u/c，测速模块130计算待测速物体的运动速度u = Cfs/ (2 Δ ν)。上述运动速度是在待测速物体的运动速度、入射光和反射光共线，即它们之间的 夹角θ为0时进行。对于待测速物体的运动速度、入射光和反射光不共线更普遍的情况， 拍频信号fs的表达式中，还需要乘一个角度的余弦。这个交角为散射光方向单位矢量与入 射光方向单位矢量的合矢量方向与物体运动速度方向之间的夹角。其实施原理同上述装置 中的方案一致。本发明实施例提供的双频激光多普勒测速方法及装置，相对现有的单频激光多普 勒测试法和双频激光多普勒测速法，可以大大提高双频激光多普勒测速方法的最高可测速 度，扩大速度量程；同时，也可以选用更多种不同类型的双频激光器，从而可以简化结构，提 高稳定性，方便使用，扩大应用范围，具有光明的应用前景。
下面分别对于平行偏振的双频激光束被分为两束后，采用两个光电探测器和一个 光电探测器的不同实施为例，详细阐述本发明的技术方案。实施例一如图5所示，采用1个平行偏振双频激光器和2个光电接收器的双频激光多普勒 测速装置对运动物体进行测速。该双频激光多普勒测速装置包括一个平行偏振双频激光 器21、2个半透半反镜71和72、1个全反射镜81与两个光电探测器41和42。其中，双频激光器21为一个用半导体激光泵 浦的全固态NchYVO4激光器。其连 续输出两个中心波长为1064nm、偏振方向相互平行、具有固定频率差的两个频率的激光束 61。半透半反镜71和72均为平面反射镜，其对45°入射的1064nm激光束的反射率和透射 率各为50%。双频激光束61入射到半透半反镜71上，被分为两束双频激光，即反射光束62和 透射光束63。反射光束62作为参考光束，其入射到第一光电探测器41上被接收。第一光 电接收器41接收到双频激光束62后，产生一个参考拍频信号fD1。参考拍频信号fD1的频 率等于双频激光束62中两个不同频率激光之间的频差Δ ν。透射的双频激光束63作为测 量光束，入射到半透半反镜72上，透过半透半反镜72的透射双频激光束64入射到待测速 的运动物体3上。从运动物体3上反射出双频激光束65。由于受到待测速物体3运动的 影响，双频激光束65中的两个不同频率激光的频率都产生多普勒频移；由于原来的频率不 同，两个不同频率的激光所产生的多普勒频移量也不同。不同的多普勒频移量导致此反射 光束65内两个不同频率激光之间的频差和的激光器2发出的双频激光束中两个频率激光 之间的频差不同。这两个频差之间的频差和运动物体的速度成正比。光束65被半透半反 镜72反射成双频激光束66。双频激光束66在全反射镜81上的反射光束67被第二光电接 收器42接收。第二光电接收器42接收到双频激光束67后输出一个测量拍频信号fD2，其 频率等于双频激光束67中两个不同频率的激光之间的频差。这个频差就是反射光束65内 两个不同频率激光之间的频差，和运动物体的速度成正比。由上述的参考拍频信号fD1和测 量拍频信号fD2进行混频，可以得到与待测速物体的运动速度成正比的拍频信号fs。利用 此拍频信号fs经过计算可以得到运动物体的速度u，u = Cfs/(2 Δ ν)。实施例二如图6所示，采用一个平行偏振双频激光器和一个光电接收器的双频激光多普勒 测速装置。同实施例1不同，该测速装置采用一个光电接收器42检测光信号，并多使用一 个半透半反镜73把参考双频光束62和测量双频光束66合并成一个激光束67，然后用光电 接收器42进行检测。具体的说，该双频激光测速装置包括一个平行偏振双频激光器21、3个半透半反 镜71、72和73、一个全反射镜81和1个光电接收器42组成。所述的双频激光器21是一个 用半导体激光泵浦的全固态Nd: YVO4激光器，它连续输出两个中心波长为1064nm、偏振方向 相互平行、具有固定频率差的两个频率的激光束61。其中3个半透半反镜71，72和73都是 平面反射镜，它们对45°入射的1064nm激光束的反射率和透射率各为50%。双频激光束 61入射到半透半反镜71上，被分为两束双频激光束，即反射光束62和透射光束63。反射 的双频激光束62作为参考光束，被全反射镜81反射成双频反射激光束68 ；透过半透半反 镜71的双频激光束63，再透过半透半反镜72成为双频激光束64，入射到待测速的运动物体3上。由于受到待测速物体3运动的影响，从运动物体3上反射出的双频激光束65中的 两个不同频率激光的频率都产生多普勒频移；由于原来各自的频率不同，双频激光束65中 的两个不同频率的激光所产生的多普勒频移量也不同。不同的多普勒频移量导致此反射光 束65内两个不同频率激光之间的频差和激光器2发出的双频激光束中两个频率激光之间 的频差不同。这两个频差之间的频差和运动物体的速度成正比。光束65被半透半反镜72 反射成为双频激光束66。双频激光束66在半透半反镜73上的反射光束和双频激光束68 透过半透半反镜73的透射光束合成一个激光束67。在光电接收器42接收激光束67后输 出的电信号中含有一个拍频分量，其频率等于两个拍频的频差，并且其大小和运动物体的 速度成正比。这个拍频分量在本发明中作为测量拍频信号，经过对它进行的计算可以得到 运动物体的速度U。这里所说的两个拍频分别为双频激光束62中两个不同频率的激光的拍 频和双频激光束66中两个不同频率的激光的拍频。实施例一中先用光电接收器分别把两束双频激光的频差测出来，这是由光信号转 换为电信号，然后用电学方法求出这两个电信号的差频得到fs。其优点为对两个信号的 相对强度要求低。即不同的光强，可以通过放大倍数不同的两套电子线路对光强的差别进 行补偿；对光路的调整要求较低。实施例二中同时把两束双频激光中的4个频率用一个光电接收器直接混频得到 fs。其优点为结构简单，成本更低。下面介绍当双频激光束的两个不同频率的激光偏振方向为垂直时，通过偏振器调 整为偏振方向为平行的双频激光束。实施例三如图7所示，采用垂直偏振双频激光器和2个光电接收器的双频激光多普勒测速 装置。此测速装置包括一个正交偏振双频激光器22、一个偏振器92、2个半透半反镜71和 72、1个全反射镜81和两个光电接收器41和42组成。该正交偏振双频激光器22为一个 HeNe激光器，其连续输出两个中心波长为633nm、偏振方向相互垂直、具有固定频率差的双 频激光束69。偏振器92的偏振方向和双频激光束69中的两个频率激光的偏振方向都成 45°角。双频激光束69通过偏振器92后变成偏振方向平行的双频激光束61。将双频激光 束调整为偏振方向为平行时，后续步骤同实施例一中的方案一致。通过上述实施例，本发明提供的双频激光多普勒测速方法既可以利用偏振方向为 平行的双频激光束进行测速，也可以利用偏着方向为垂直的双频激光束进行测速。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
一种双频激光多普勒测速方法，其特征在于，包括如下步骤生成双频激光束，所述双频激光束为包括两个不同频率激光的光束，将所述双频激光束分成两个双频光束，分别作为参考光束以生成参考拍频信号和测量光束以生成测量拍频信号；将所述参考拍频信号和从待测速物体反射回来的测量拍频信号进行混频，以得到与待测速物体的运动速度成正比的拍频信号；和根据所述与测速物体的运动速度成正比的拍频信号，计算待测速物体的运动速度。
2.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，生成双频激光束包括以下两种方式之由同一个双频激光器生成双频激光束；由两个不同单频激光器分别产生单频激光束，所述两个单频激光束合成一束双频激光 束，所述两个单频激光束的频率不同。
3.如权利要求2所述的测速方法，其特征在于，当所述双频激光束由同一个激光器产 生双频激光束时，所述激光器为全固态激光器或半导体激光器或气体激光器。
4.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，所述双频激光束的两个不同频率激光 的光束为线偏振，其偏振方向相互平行或相互垂直。
5.如权利要求4所述的测速方法，其特征在于，当所述双频激光束的两个不同频率激 光的光束的偏振方向为垂直时，利用偏振器将偏振方向为垂直的双频激光束调整为偏振方 向为平行的双频激光束。
6.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，所述生成参考拍频信号和测量拍频信 号包括以下两种方式之一将所述双频激光束分成两个双频光束，分别被两个不同的光电探测器接收，以产生参 考拍频信号和测量拍频信号；将所述双频激光束分成两个双频光束，被同一个光电探测器接收，以产生参考拍频信 号测量拍频信号。
7.如权利要求6所述的测速方法，其特征在于，所述双频激光束分成两个双频光束，将 一个双频光束作为参考光束，被第一光电探测器接收，生成参考拍频信号；将另一个双频光束照射到待测速的运动物体上，该光束中两个不同频率的激光产生多 普勒频移，被第二光电探测器接收，生成测量拍频信号。
8.一种双频激光多普勒测速装置，其特征在于，包括双频激光束生成模块、混频模块和 测速模块，所述双频激光束生成及探测模块，用于生成双频激光束，所述双频激光束为包括两个 不同频率激光的光束，将所述双频激光束分成两个双频光束，分别作为参考光束以生成参 考拍频信号和测量光束以生成测量拍频信号；所述混频模块，用于将所述参考拍频信号和从待测速物体反射回来的测量拍频信号进 行混频，以得到与待测速物体的运动速度成正比的拍频信号；和所述测速模块，用于根据所述与测速物体的运动速度成正比的拍频信号，计算带测速 物体的运动速度。
9.如权利要求8所述的测速装置，其特征在于，所述双频激光束生成及探测模块包括 激光器和光电探测器，所述激光器为单频激光器或双频激光器，用于生成双频激光束，包括以下方式之一由同一个双频激光器生成双频激光束；由两个不同单频激光器分别产生单频激光束，所述两个单频激光束合成一束双频激光 束，所述两个单频激光束的频率不同；所述光电探测器包括第一光电探测器和第二光电探测器，用于接收所述双频激光束。
10.如权利要求9所述的测速装置，其特征在于，当所述双频激光束由同一个双频激光 器产生双频激光束时，所述双频激光器为全固态激光器或半导体激光器或气体激光器。
11.如权利要求8所述的测速装置，其特征在于，所述双频激光束生成及探测模块生成 的双频激光束的两个不同频率激光的光束为线偏振，其偏振方向相互平行或相互垂直。
12.如权利要求11所述的测速装置，其特征在于，所述双频激光束生成及探测模块还 包括偏振器，当所述双频激光束的两个不同频率激光的光束的偏振方向为垂直时，利用偏振器将偏 振方向为垂直的双频激光束调整为偏振方向为平行的双频激光束。
13.如权利要求8所述的测速装置，其特征在于，所述双频激光束生成及探测模块生成 参考拍频信号和测量拍频信号包括以下两种方式之一将所述双频激光束分成两个双频光束，分别被两个不同的光电探测器接收，以产生参 考拍频信号和测量拍频信号；将所述双频激光束分成两个双频光束，被同一个光电探测器接收，以产生参考拍频信 号测量拍频信号。
14.如权利要求13所述的测速装置，其特征在于，所述双频激光束生成及探测模块将 所述双频激光束分成两个双频光束，将一个双频光束作为参考光束，被第一光电探测器接 收，生成参考拍频信号；将另一个双频光束照射到待测速的运动物体上，该光束中两个不同频率的激光产生多 普勒频移，被第二光电探测器接收，生成测量拍频信号。
全文摘要
本发明提出一种双频激光多普勒测速方法，包括生成双频激光束，分成两个双频光束，分别作为参考光束以生成参考拍频信号和测量光束以生成测量拍频信号；将参考拍频信号和测量拍频信号进行混频，以得到与待测速物体的运动速度成正比的拍频信号；根据与测速物体的运动速度成正比的拍频信号，计算待测速物体的运动速度。本发明还提出了一种双频激光多普勒测速装置，包括双频激光束生成及探测模块、混频模块和测速模块。本发明可以大大提高双频激光多普勒测速方法的最高可测速度，扩大速度量程；同时，也可以选用更多种不同类型的双频激光器，从而可以简化结构，提高稳定性，且方便使用。
文档编号G01P3/36GK101887126SQ20101022024
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月27日 优先权日2010年6月27日
发明者何淑芳, 巩轲, 张艳艳, 霍玉晶 申请人:清华大学