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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利基于逐点计算的小型化激光干涉仪实时测距装置及方法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：CN119779160B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21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：202411927142.2，技术领域涉及：G01B11/02；该发明授权基于逐点计算的小型化激光干涉仪实时测距装置及方法是由高志山;罗涛;郭珍艳;袁群;匡俊豪;李金宇;喻琪琪设计研发完成，并于2024-12-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于逐点计算的小型化激光干涉仪实时测距装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于逐点计算的小型化激光干涉仪实时测距装置及方法，其装置包括光源、干涉光路、光电探测器、高速采集卡。干涉光路采用半英寸小尺寸光学元件，探测端采用毫米级光电感应面紧凑密排、整体装置体积小重量轻。首先，干涉信号由光电探测器接收；随后转化成电信号，对高速采集卡获取的一系列干涉信号进行逐点差分处理，求解得到各采样点相位；通过两个采样点的相位差解调获得相邻采样点的位移差；最终累加实时输出各采样点的位移，实现纳米级精度位移测量。为解决逐点计算导致的计算时间过长的问题，采用采集与计算并行处理，同时仅靠加减法等简单运算，计算过程简洁高效。本装置仪结构紧凑，位移还原方法高速精准。

本发明授权基于逐点计算的小型化激光干涉仪实时测距装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于逐点计算的小型化激光干涉仪实时测距方法，其特征在于，应用小型化激光干涉仪实时测距装置，所述装置包括稳频HeNe激光器、干涉光路、高速单点光电探测器、高速信号采集卡；由稳频HeNe激光器发出的频率稳定的线偏振光入射至干涉光路，经过干涉光路后形成四路干涉线偏振光，四路干涉线偏振光分别被四个高速单点光电探测器接收，得到四路干涉信号；四个高速单点光电探测器分别与高速信号采集卡连接，高速信号采集卡将四路干涉信号传输至计算机进行处理； 干涉光路包括第一偏振分光棱镜1、第一四分之一波片2、参考角锥棱镜3、第二四分之一波片4、运动角锥棱镜5、非偏振分光棱镜6、第三四分之一波片7、第二偏振分光棱镜8、第一二分之一波片9、第三偏振分光棱镜10； 在干涉光路中，由稳频HeNe激光器发出经过光纤准直器准直之后的线偏振光入射至第一偏振分光棱镜1，光束在第一偏振分光棱镜1的分光面发生反射和透射，分为两束偏振方向互相垂直的S偏振光和P偏振光； 由第一偏振分光棱镜1反射后的S偏振光入射至第一四分之一波片2，经过第一四分之一波片2后由线偏振光变成圆偏振光，射向参考角锥棱镜3，经参考角锥棱镜3反射的光，再次经过第一四分之一波片2后由圆偏振光变回线偏振光入射至第一偏振分光棱镜1； 由第一偏振分光棱镜1透射后的P偏振光入射至第二四分之一波片4，经过第二四分之一波片4后由线偏振光变成圆偏振光，射向运动角锥棱镜5，经运动角锥棱镜5反射的光，再次经过第二四分之一波片4后由圆偏振光变回线偏振光入射至第一偏振分光棱镜1； 此时，两束线偏振光的偏振方向改变了90°，但是偏振方向依旧互相垂直； 从第一偏振分光棱镜1出射的两束偏振方向互相垂直的线偏振光，在非偏振分光棱镜6的分光面发生反射和透射，得到第一反射光和第一透射光； 第一反射光经过第三四分之一波片7后，偏振方向发生改变，由两束偏振方向互相垂直的线偏振光变成两束转动方向相反且相位延迟90°的圆偏振光；这两束圆偏振光在第二偏振分光棱镜8的分光面发生透射和反射后，得到第二透射光和第二反射光，第二透射光和第二反射光为两对线偏振光，每对线偏振光都发生干涉； 第一透射光经过第一二分之一波片9后，偏振方向发生改变，由两束偏振方向互相垂直的线偏振光变成两束转动方向相反且相位延迟180°的圆偏振光；这两束圆偏振光在第三偏振分光棱镜10的分光面发生透射和反射后，得到第三透射光和第三反射光，第三透射光和第三反射光为两对线偏振光，每对线偏振光都发生干涉； 从干涉光路中出射的四对光，每一对都发生干涉；第三透射光由第一光电探测器11接收，第三反射光由第二光电探测器12接收，第二透射光由第三光电探测器13接收，第二反射光由第四光电探测器14接收，获得四路相位依次相差90°的干涉信号； 方法步骤如下： 步骤1、干涉光路中出射的四对光，每一对都发生干涉；第三透射光由第一光电探测器11接收，得到第一路干涉信号；第三反射光由第二光电探测器12接收，得到第二路干涉信号；第二透射光由第三光电探测器13接收，得到第三路干涉信号；第二反射光由第四光电探测器14接收，得到第四路干涉信号；由此获得四路相位依次相差90°的干涉信号； 步骤2、利用四通道高速采集卡，对四路干涉信号进行实时采集，并送入计算机； 步骤3、计算机对每一个采集点的信号进行差分运算，得到第一时刻两路正交的干涉信号和，以及第二时刻两路正交的干涉信号和； 对第一时刻四通道高速卡实时采集到的四路干涉信号进行差分处理，用第一时刻采集到的第一路干涉信号与第二路干涉信号进行差分处理，用第一时刻采集到的第三路干涉信号与第四路干涉信号进行差分处理，由得到第一时刻两路正交的干涉信号： ， ， 其中，为第一时刻的正弦信号，为第一时刻的余弦信号，为第一时刻由第一光电探测器11接收到的干涉信号，为第一时刻由第二光电探测器12接收到的干涉信号，为第一时刻由第三光电探测器13接收到的干涉信号，为第一时刻由第四光电探测器14接收到的干涉信号； 用第二时刻采集到的第一路干涉信号与第二路干涉信号进行差分处理，用第二时刻第三路干涉信号与第四路干涉信号进行差分处理，由得到第二时刻两路正交的干涉信号： ， ， 其中，为第二时刻的正弦信号，为第二时刻的余弦信号，为第二时刻由第一光电探测器11接收到的干涉信号，为第二时刻由第二光电探测器12接收到的干涉信号，为第二时刻由第三光电探测器13接收到的干涉信号，为第二时刻由第四光电探测器14接收到的干涉信号； 步骤4、此时两路正交信号存在微小的相移，采用微小相移消除方法对两路正交信号进行修正： 对第一时刻两路正交的干涉信号进行反正切运算，得到第一时刻参考光路与运动光路之间的相位差；对第二时刻两路正交的干涉信号进行反正切运算，即可得到第二时刻参考光路与运动光路之间的相位差； 假设余弦信号的幅值为，正弦信号的幅值为；两路正交的信号为： ， 其中，为余弦信号，为正弦信号，为相位，为两路正交信号之间存在的微小相移； 引入一个量，它对应于和最大值的振幅，即： ； 由此得到： ， 由此能够计算出微小相移，从而消除正交信号之间的微小相移，即： ， 其中，为修正后余弦信号，为修正后正弦信号，即 ， 利用上述修正方法，得到修正后的正交信号： ， ， ， ， 其中，为第一时刻参考光路的相位，为第一时刻运动光路的相位，为参考光路与运动光路之间的相位差，也记作；为第二时刻参考光路的相位，为第二时刻运动光路的相位，为第二时刻参考光路与运动光路之间的相位差，也记作； 对第一时刻两路正交的干涉信号进行反正切运算，得到第一时刻参考光路与运动光路之间的相位差；对第二时刻两路正交的干涉信号进行反正切运算，即可得到第二时刻参考光路与运动光路之间的相位差； 步骤5、利用相位差信息进行位移复原。

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