為滿足高精度、大尺寸、高動態(tài)的測量需求, 提出一種基于光學頻率梳方法的測量方案。采用級聯(lián)相位調制器和強度調制器的電光調制方法生成平坦的光學頻率梳, 可以實現(xiàn)頻率的直接溯源, 成本低且易于復現(xiàn)。實現(xiàn)了對數(shù)學模型的建立及生成質量的評估, 并且將其應用于改進的多波長測距系統(tǒng)中。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對傳統(tǒng)的多波長測量系統(tǒng)的簡化, 通過解算出合成波長的相位信息實現(xiàn)了對距離的測量以及對測量過程中噪聲和不確定度的分析。
光梳測距方法能充分利用光頻梳光譜分辨率高，脈沖速率高的優(yōu)勢，在測量精度、測量速度和非模糊范圍等方面提供了不錯的綜合性能，信號光梳發(fā)出的信號脈沖經(jīng)過邁克爾遜干涉光路，在分光棱鏡BS1處分離，經(jīng)測量鏡和參考鏡定向反射后產(chǎn)生在時域上分離的參考脈沖和測量脈沖。時延為Δτ的參考脈沖和測量脈沖經(jīng)分光鏡合光之后與本振光梳發(fā)出的本振脈沖合光。
光梳測距誤差來源于儀器本身、觀測條件和外界環(huán)境影響三個方面。儀器誤差主要是光速測定誤差、頻率誤差、測相誤差、周期誤差、儀器常數(shù)誤差、照準誤差。觀測誤差主要是儀器和棱鏡對中誤差。外界環(huán)境因素影響主要是大氣溫度、氣壓和濕度的變化引起的大氣折射率誤差。
其中光速測定誤差、大氣折射率誤差、頻率誤差與測量的距離成比例，為比例誤差；而對中誤差、儀器常數(shù)誤差、照準誤差、測相誤差與測量的距離無關，屬于固定誤差；周期誤差既有固定誤差的成分也有比例誤差的成分。改善方法是選擇質量高的儀器和定期檢定儀器，獲得相應的技術參數(shù)，以便人為改正。
