4）声光调制器垂直于入射光束方向移动（匀速）光栅的方法也可以使通过光栅的第n级衍射光产生的频移，此处f是光栅的空间频率，V是光栅移动速度。利用布拉格盒（BraggCell）声光调制器可以起到与移动光栅同样的移频效果。这时超声波的传播就相当于移动光栅，其一级衍射光的频移量就等于布拉格盒的驱动频率f，而与光的波长无关。3.2.3光电外差检测的应用条件(2)激光外差的光源第31页，共54页，星期日，2025年，2月5日3.2.4光电外差检测的应用举例①双频激光干涉仪②双频激光微小角度测量仪③双频激光空气折射率测定④激光外差测振干涉仪第32页，共54页，星期日，2025年，2月5日加上轴向磁场的氦氖激光管，由于塞曼效应，激光器发出的光束中有两个频率成份，两者分别对应左旋和右旋偏振光，频差约为1.5MHz。3.2.4光电外差检测的应用举例①双频激光干涉仪第33页，共54页，星期日，2025年，2月5日参考光束，经B1反射后，通过偏振片P1到探测器D1，合成光波产生差频信号3.2.4光电外差检测的应用举例①双频激光干涉仪第34页，共54页，星期日，2025年，2月5日测量光束透过B1，通过1/4波片，变成相互垂直的线偏振光；再经过偏振分束镜B2，分别射向反射镜M1、M2；两束光反射后再次通过偏振分束镜，由角棱镜M反射，通过偏振片P2到达探测器D2。3.2.4光电外差检测的应用举例①双频激光干涉仪第35页，共54页，星期日，2025年，2月5日反射镜M2以一定速度运动，反射的光波产生附加的多普勒频移，在探测器D2上产生的差频信号3.2.4光电外差检测的应用举例①双频激光干涉仪第36页，共54页，星期日，2025年，2月5日探测器D2和探测器D1的信号合成反射镜运动的速度测量过程中反射镜运动的距离3.2.4光电外差检测的应用举例①双频激光干涉仪第37页，共54页，星期日，2025年，2月5日3.2.4光电外差检测的应用举例②双频激光微小角度测量仪第38页，共54页，星期日，2025年，2月5日LOGO第3章光电检测技术第2节第1页，共54页，星期日，2025年，2月5日*C3光电检测技术3.1光电直接检测技术3.2光电外差检测技术3.3激光干涉测试技术3.4激光衍射测量技术第2页，共54页，星期日，2025年，2月5日光电外差检测技术23光电检测技术第3页，共54页，星期日，2025年，2月5日3光电检测技术光接收机可分为：功率接收机和外差接收机外差接收机（空间相干接收机）功率接收机（直接检测接收机或非相干接收机）第4页，共54页，星期日，2025年，2月5日3.2光电外差检测技术3.2.1光电外差检测的基本原理3.2.2光电外差检测的基本特性3.2.3光电外差检测的应用条件3.2.4光电外差检测的应用举例第5页，共54页，星期日，2025年，2月5日3.2.1光电外差检测的基本原理单频激光干涉仪的光强信号及光电转换器件输出的电信号都是直流量，直流漂移是影响测量准确度的重要原因，信号处理及细分都比较困难。为了提高光学干涉测量的准确度，七十年代起有人将电通讯的外差技术移植到光干涉测量领域，发展了一种新型的光外差干涉技术。概念：光外差干涉是指两只相干光束的光波频率产生一个小的频率差，引起干涉场中干涉条纹的不断扫描，经光电探测器将干涉场中的光信号转换为电信号，由电路和计算机检出干涉场的相位差。特点：克服单频干涉仪的漂移问题；细分变得容易；提高了抗干扰性能。第6页，共54页，星期日，2025年，2月5日3.2.1光电外差检测的基本原理两束入射光：偏振方向相同、传播方向平行、重合后垂直入射到光电探测器上，光波场的合成产生了和频、差频光强信号。当差频信号频率在探测器频率响应区域时形成输出电信号。第7页，共54页，星期日，2025年，2月5日设输入信号光探测器光敏面上的总光电场本振信号光3.2.1光电外差检测的基本原理第8页，共54页，星期日，2025年，2月5日由于光电探测器的频率响应范围远远低于光频ω，它不能跟随光频变化，所以式中含有2ω的交变项对探测器的输出响应无贡献。干涉场中某点（x，y）处光强以低频Δω随时间呈余弦变化3.2.1光电外差检测的基本原理光电探测器输出光电流第9页，共54页，星期日，2025年，2月5日差频输出电流信号3.2.1光电外差检测的基本原理第10