1.相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于,它包括:双折射双频氦氖激光器(1)、沃拉斯顿棱镜(2)、第一电光调制器(3)、第二电光调制器(4)、电光调制器驱动器(5)、第一平面反射镜(6)、第二平面反射镜(7)、反射式衍射光栅(8)、偏振片(9)、光电探测器(10)和信号处理模块(A);
所述双折射双频氦氖激光器(1)发出正交偏振激光,经所述沃拉斯顿棱镜(2)被分成偏振方向不同的两束激光,其中的水平偏振光经所述第一电光调制器(3),被所述第一反射镜(6)以+1级利特罗入射角入射到所述反射光栅上(8),垂直偏振光经所述第二电光调制器(4),被所述第二反射镜(7)以-1级利特罗入射角入射到所述反射光栅上(8);电光调制器驱动器(5)输出两种不同频率的电压信号分别驱动两电光调制器(3,4),并且将这两种电压信号对应的参考信号输出至信号处理模块(A);激光入射到所述反射光栅(8)产生的衍射光沿入射路径返回所述激光器(1),与腔内光发生激光反馈干涉;所述偏振片(9)置于所述氦氖激光器(1)后向输出光路上,所述光电探测器(10)置于偏振片(9)后方,光电探测器(10)输出至信号处理模块(A);
所述信号处理模块(A)包括:运算放大器(11)、第一带通滤波器(12)、第二带通滤波器(13)、第三带通滤波器(14)、第四带通滤波器(15)、数据采集卡(16)和计算机(17);探测信号输入至所述运算放大器(11),所述运算放大器(11)将放大信号输出至所述第一至第四带通滤波器(12-15)中,四个滤波信号同时输出至所述数据采集卡(16),所述数据采集卡(16)进行模数转换后输入所述计算机(17),由所述计算机(17)处理后,得到待测位移。
2.如权利要求1所述的相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于:所述双折射双频氦氖激光器(1)输出双纵模正交偏振激光,两个模式间存在模式竞争。
3.如权利要求1所述的相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于:所述沃拉斯顿棱镜(2)采用α-BBO、方解石或钒酸钇为基底,出射光束的分离角在17°~23°之间。
4.如权利要求1所述相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于:所述电光调制器(3,4)主轴方向和通过的激光偏振方向一致;所述电光调制器用于对通过的激光进行纯相位调制。
5.如权利要求1所述的相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于:所述电光调制器(3,4)用于对通过的激光进行正弦相位调制,调制幅度为π/2,调制初始相位为0;
所述第一电光调制器(3)与所述第二电光调制器(4)的调制频率之比为3:7。
6.如权利要求1所述的相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于:所述电光调制器(3,4)采用波导形电光晶体。
7.如权利要求1所述的相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于:所述反射式衍射光栅(8)为Borofloat玻璃制作的全息光栅。
8.如权利要求1所述的相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于:所述偏振片(9)的偏振方向调整为仅允许双折射双频氦氖激光器的o光或e光通过。
9.如权利要求1所述的相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪,其特征在于:所述第一带通滤波器(12)的中心频率等于所述第一电光调制器的调制频率,所述第二带通滤波器(13)的中心频率等于所述第一电光调制器的调制频率的二倍,所述第三带通滤波器(14)的中心频率等于所述第二电光调制器的调制频率,所述第四带通滤波器(15)的中心频率等于所述第二电光调制器的调制频率的二倍;所述第一至第四带通滤波器(12-15)的带宽相同,且在通带不重叠的前提下达到最大。
10.一种基于权利要求1~10中任意一项所述的相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪的测量方法,其特征在于:相位解调采用时域正交解调技术,具体步骤包括:(1)用实时归一化算法处理所述第一至第四带通滤波器(12-15)输出的滤波信号;
(2)对处理后的滤波信号分别除去各自的载波,得到两组待测相位的正弦分量和余弦分量;
(3)解调出两组待测相位;
(4)依据两组待测相位和所述反射光栅(8)二维位移之间的线性关系,实时测量目标位移。