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基于光频梳的绝对距离测量技术

一、引言

光频梳(Optical Frequency Comb)因其具有高精度、宽谱段和稳定频率间隔的特点,在精密测距领域展现出巨大潜力。传统的干涉测距受限于测量范围或需要多次校准,而光频梳测距可实现非合作目标、大范围、亚微米级精度的绝对距离测量,广泛应用于工业检测、空间定位、大地测绘等领域。本文将介绍其工作原理与典型应用。


二、核心技术原理

光频梳结构特性

由一系列等间隔频率线组成,可用于高精度时间-频率转换。

双光梳干涉法

利用两个频率略有差异的光梳进行相干探测,提取拍频信号以计算距离。

时域飞行时间(TOF)与干涉结合

融合TOF的大范围测量能力与干涉的高精度优势。


三、典型应用场景

大型工件三维形貌扫描

实现对飞机、船舶等复杂曲面的快速高精度建模。

卫星编队相对定位

在航天器之间建立精确的空间坐标关系。

地震监测与地壳运动测量

长期高稳定性测量地面位移变化,支持灾害预警。


四、未来发展方向

便携式光频梳系统开发

推动设备小型化,适应野外、移动平台部署。

AI辅助数据处理与误差修正

提升测量效率,减少环境干扰影响。


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