恭喜中北大学张瑞获国家专利权
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龙图腾网恭喜中北大学申请的专利一种基于压电驱动和FP干涉的激光告警装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114895369B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210324583.8,技术领域涉及:G01V8/10;该发明授权一种基于压电驱动和FP干涉的激光告警装置是由张瑞;牛家麒;王志斌;李孟委设计研发完成,并于2022-03-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于压电驱动和FP干涉的激光告警装置在说明书摘要公布了:本发明属于激光告警装置技术领域,具体涉及一种基于压电驱动和FP干涉的激光告警装置,包括激光波长测量部分、方位角及俯仰角测量部分、控制及数据处理系统,所述激光波长测量部分和方位角及俯仰角测量部分均设置在激光束的光路方向上,所述激光波长测量部分和方位角及俯仰角测量部分均通过导线与控制及数据处理系统电性连接。本发明采用基于压电驱动和FP干涉的激光告警装置不仅可以有效地屏蔽掉直流背景信号,从而消除背景光的干扰,还具有视场大、虚警率低、角度分辨率高等优点,同时加上光栅,更能准确测量所测激光的方位角和俯仰角,能起到准确的预警作用。
本发明授权一种基于压电驱动和FP干涉的激光告警装置在权利要求书中公布了:1.一种基于压电驱动和FP干涉的激光告警装置,其特征在于:包括激光波长测量部分1、方位角及俯仰角测量部分2、控制及数据处理系统3,所述激光波长测量部分1和方位角及俯仰角测量部分2均设置在激光束的光路方向上,所述激光波长测量部分1和方位角及俯仰角测量部分2均通过导线与控制及数据处理系统3电性连接;所述激光波长测量部分1包括视场压缩准值系统101、FP干涉仪102、透镜103、滤光片104、高速光电探测器105,所述视场压缩准值系统101设置在激光束的光路方向上,所述FP干涉仪102设置在视场压缩准值系统101的光路方向上,所述透镜103设置在FP干涉仪102的光路方向上,所述滤光片104设置在透镜103的光路方向上,所述高速光电探测器105设置在滤光片104的光路方向上,所述高速光电探测器105的信号输出端通过导线电性连接有控制及数据处理系统3,所述FP干涉仪102通过导线电性连接有控制及数据处理系统3;所述方位角及俯仰角测量部分2包括二维光栅201、透镜组202、面阵探测器203,所述二维光栅201设置在激光束的光路方向上,所述透镜组202设置在二维光栅201的光路方向上,所述面阵探测器203设置在透镜组202的光路方向上,所述面阵探测器203通过导线电性连接有控制及数据处理系统3;所述基于压电驱动和FP干涉的激光告警装置的测量方法,包括下列步骤:S1、激光束通过视场压缩准值系统进入FP干涉仪;S2、通过压电陶瓷的频率计算FP干涉仪的腔间距;通过压电陶瓷的频率计算FP干涉仪的腔间距L,L=L0cos2πfta所述L0为压电陶瓷的压电系数,f为压电陶瓷驱动电源施加的频率;S3、计算所述激光束的入射波长;FP干涉仪内不考虑平行镜面内反射光线在界面处的相位变化时,每个波和它前一个波的相位差为 所述n为介质的折射率,所述θ为激光束相对镜面的折射角,所述L为FP干涉仪的腔间距,所述λ为激光束的入射波长;当n=1,激光束相对镜面的折射角θ为零时,激光束的入射波长λ与FP干涉仪的腔间距L成正比,通过调节FP干涉仪的腔间距L来进行测量波长;激光束在FP干涉仪内发生多次反射和透射,反射光和透射光发生多光束干涉,FP干涉仪的输出光强I1和入射光强I0之比为 所述R为反射率,由于FP干涉仪的两侧设置有半透半发射膜,因此反射率R=0.5;根据光强的计算公式: 将式a带入到式d中得: 由式c、式d、式e以及贝塞尔函数得出 所述J2是贝塞尔二阶函数,所述J4是贝塞尔四阶函数,所述I为激光束的光强;再根据二倍频与四倍频的比值: 根据式g计算出所述激光束的入射波长λ;S4、所述激光束经过二维光栅衍射出衍射光,所述衍射光分为x方向和y方向;S5、所述衍射光经过透镜组汇聚在面阵探测器上形成光斑,通过控制及数据处理系统对面阵探测器上光斑位置的算法处理,从而实现激光束方位角和俯仰角的测量;在x方向上,零级光谱位置为x0,+1级光谱为x+1,-1级光谱为x-1,在y方向激光束衍射后在面阵探测器的位置为y,二维光栅的光栅常数为d,透镜组的焦距为F; 所述β+1为+1级衍射角度,所述β-1为-1级衍射角度;面阵探测器位于焦距为F的透镜组焦面处,将衍射后的光信号转化为电信号,其中0级、+1级、-1级的位置为 由式h和i确定俯仰角α和方位角γ的大小
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