Vibration suppression method for frequency-modulated continuous wave ranging based on four wave mixing

调频连续波测距技术在工业制造领域应用广泛，尤其被广泛用于大型高端装备尺寸测量与系统装配等。但测量现场由于存在微小振动，振动产生的多普勒频移导致拍频信号展宽，无法实现准确测量，从而影响测距系统的测量精度。本文采用一种基于四波混频效应的振动抑制方法，单频激光器发出的单频激光和可调谐激光器出射的调频光经过高非线性光纤，产生四波混频效应形成转换光，调频光与转换光形成了完全同步的对称扫频光源，可以抑制振动引起的多普勒频移。基于马赫-曾德干涉测量原理构建了一套四波混频效应的调频连续波测量系统，利用该系统对6.9m处静态目标进行测量，测距峰峰值由抑制前的199.8μm降低到16μm，提升12.4倍；在6m~7.2m范围内的测距精度比对实验结果高于9.4μm。实验结果表明，基于四波混频效应的振动抑制方法能够有效提高调频连续测距的测量精度，对解决工业测量现场振动干扰导致的测距精度遇到的应用问题具有重要意义。