專利名稱：基于存儲(chǔ)器的高速干涉儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種光學(xué)測(cè)量設(shè)備，更具體地，涉及一種高速光 學(xué)干涉儀。
背景技術(shù)：
干涉測(cè)量法疊加(千涉)兩個(gè)或更多個(gè)(電磁)波以檢測(cè)這些波之
間的差，即它們的干涉特性。最常見的干涉儀是邁克遜(Michdson)型 干涉儀。邁克遜干涉儀的基本元件是光源、檢測(cè)器、兩個(gè)反射鏡和通常 被稱為分束器的一個(gè)半透明反射鏡。
簡(jiǎn)單的干涉儀對(duì)"條紋"進(jìn)行計(jì)數(shù)，其中輸出波的強(qiáng)度經(jīng)歷了從最大
值(其中波相長(zhǎng)干涉)至最小值(完全的相消干涉)然后再次回到最大 值的完整循環(huán)。這些強(qiáng)度是正弦波。由于該單一輸出，簡(jiǎn)單的干涉儀可 以檢測(cè)到波的路徑上的差動(dòng)距離的改變，但是不能檢測(cè)到這種改變的方 向。
當(dāng)利用相位調(diào)整裝置(例如四分之一波長(zhǎng)延遲器)來產(chǎn)生一對(duì)路徑 (該對(duì)路徑通常是通過使得兩個(gè)光束穿過同一組透鏡和反射鏡而形成 的，這兩個(gè)光束中的每一個(gè)是沿一個(gè)方向偏振)時(shí)， 一個(gè)偏振路徑被四 分之一波長(zhǎng)延遲器延遲，因此所得到的正弦波強(qiáng)度相對(duì)于未延遲的路徑 延遲了90度。這得到干涉儀的一對(duì)輸出。這些輸出是正交的，并且象標(biāo) 準(zhǔn)的正交編碼器一樣，能夠檢測(cè)距離的改變和該改變的方向這二者。
不幸的是，這種形式的干涉儀的分辨率是路徑差的四分之一波長(zhǎng)； 在使用氦氖(HeNe)激光器的典型干涉儀的情況下，波長(zhǎng)因氦和氖的物 理性質(zhì)而被固定在632.818納米并且不能被改變。因此，由干涉儀的正交 輸出直接編碼的最小距離是632.818波長(zhǎng)的1/4或158.20納米。該四分之 一波長(zhǎng)距離有時(shí)被稱為干涉儀的"固有分辨率"。現(xiàn)有技術(shù)通過強(qiáng)度內(nèi)插法而進(jìn)一步提高了分辨率；即，由光電二極 管來測(cè)量無延遲路徑和延遲路徑二者的相對(duì)功率，通過A/D轉(zhuǎn)換器將光 電二極管電流放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并使用軟件將作為正弦值和余弦值 的這一對(duì)相對(duì)功率值映射為單位圓。由于每個(gè)反正弦值或反余弦值在單 位圓上產(chǎn)生兩個(gè)可能的角度，這兩個(gè)值將在單位圓上生成總共三個(gè)同時(shí) 可能的角度，但是僅有一個(gè)值(重復(fù)值)是正確的。除以2兀以后的單位 圓角度是光束路徑從干涉儀零點(diǎn)起變化的波長(zhǎng)的小數(shù)(fraction),在現(xiàn)有 技術(shù)中，干涉儀通常可達(dá)波長(zhǎng)的100分之一那么小，或?yàn)楣逃蟹直媛实?25倍。
常規(guī)方法的缺點(diǎn)在于讀出的兩個(gè)部分具有不同類型四分之一波長(zhǎng) 數(shù)是由正交編碼實(shí)時(shí)讀出，而波長(zhǎng)的小數(shù)部分是延遲了一些時(shí)間的軟件 內(nèi)插法的結(jié)果。將這些值合并在一起將引起更大的延遲，因此全部干涉 儀系統(tǒng)并不在當(dāng)前的位置而是在過去的某個(gè)點(diǎn)處的位置(一般是在過去 的至少50微秒)來報(bào)告。這對(duì)應(yīng)于約20KHz的更新速率，根據(jù)漢明 (Hamming)定理，這種干涉儀不能檢測(cè)到比該速率(10KHz)的一半 高的運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)的干涉儀在它們的速度方面受到嚴(yán)格限制， 一般在約20 KHz 的范圍內(nèi)，通常更小。許多在售的干涉儀的更新速率低至10Hz至20Hz。 常規(guī)干涉儀通常是固定的，并被構(gòu)造成適用于特定的工作狀況。實(shí)時(shí)地 改變千涉儀的操作在大多數(shù)情況下是不可能的。
希望將干涉儀的速度提高至少一千倍或三個(gè)量級(jí)(103)以完全地進(jìn) 入兆赫(Mega-Hertz)范圍。實(shí)際上，希望提高速度以使干涉儀的速度主 要受限于能夠?qū)⒐庑盘?hào)的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的速度。因此，隨著轉(zhuǎn)換 的速度增大，使用本發(fā)明的干涉儀的速度也將增大。還希望干涉儀能動(dòng) 態(tài)適應(yīng)于其工作特性和環(huán)境。
干涉測(cè)量法的概念作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)能追溯到Albert Michdson，其在 1907年被授予諾貝爾獎(jiǎng)。在美國專利4,583,856中R. C. Moore使用計(jì)算 機(jī)來計(jì)算激光干涉儀中的次條紋分辨率。距離測(cè)量干涉儀在市場(chǎng)上可以 買到。根據(jù)4D技術(shù)的最好的(top-of-the-line)激光干涉儀以30微秒的采樣時(shí)間以及在一幀時(shí)間內(nèi)更新(即20KHz的最終更新速率)的方式工 作。Canon微激光干涉儀將工作范圍限制為+/-50微米，該微米干涉儀可 以以100KHz來更新。
本發(fā)明的一個(gè)目的是將干涉測(cè)量的速度基本上完全提高到M Hz范 圍或更大。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是將干涉儀的輸出格式合并，使得讀取干涉儀 測(cè)量的任何設(shè)備都能夠?qū)⒏缮鎯x的輸出讀取為所希望的任何格式的值， 無論該格式是格雷碼(Graycode)、整數(shù)、正交編碼脈沖還是其它的任何 格式都可以。因此，希望在設(shè)備正在工作時(shí)，或響應(yīng)于其工作特性和其 工作環(huán)境，使得干涉儀可以被動(dòng)態(tài)地構(gòu)造成適于任意的所期望的數(shù)據(jù)格 式。

發(fā)明內(nèi)容
干涉儀產(chǎn)生彼此干涉的第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。
這些光信號(hào)是轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)形式的地址。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)與第一光 信號(hào)和第二光信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值，并且其中這些地址被用來直接讀取 存儲(chǔ)在這些地址處的數(shù)據(jù)值。
在轉(zhuǎn)換第一光信號(hào)和第二光信號(hào)以及讀取數(shù)據(jù)值時(shí)，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 中的這些數(shù)據(jù)值可以動(dòng)態(tài)地自適應(yīng)(adapt)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的干涉儀和相應(yīng)方法的框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的干涉儀的詳細(xì)框圖；以及 圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的干涉儀的詳細(xì)框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括邁克遜類型正交激光干涉儀，其具有常規(guī)的光學(xué)構(gòu)成并 另外增加了光電二極管、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和存儲(chǔ)器。A/D轉(zhuǎn)換器將 干涉光信號(hào)的強(qiáng)度改變?yōu)榇鎯?chǔ)器地址形式的數(shù)字信號(hào)。直接存取存儲(chǔ)器
直接存取存儲(chǔ)器將兩個(gè)正交編碼的干涉儀光束信號(hào)的幅度(強(qiáng)度) 轉(zhuǎn)換為任何所期望的正交編碼的位置信號(hào)。在A/D轉(zhuǎn)換器之后的高速路 徑不包括具有長(zhǎng)等待時(shí)間的任何軟件或電子設(shè)備。當(dāng)然，對(duì)從存儲(chǔ)器讀 取的數(shù)據(jù)進(jìn)行的下游處理可以使用軟件，并且可以使用軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 配置或在操作期間更新存儲(chǔ)器的內(nèi)容，但是這些操作不影響高速測(cè)量路 徑。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式使用A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)果來直接地并唯一地對(duì) ROM或RAM存儲(chǔ)器中的位置進(jìn)行尋址(讀取)，該位置預(yù)加載有與該特 定集合的光電二極管信號(hào)的強(qiáng)度的期望輸出狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。該輸出 狀態(tài)可以是經(jīng)正交編碼的輸出，其模擬了干涉儀以不同(且小得多的) 波長(zhǎng)、或波長(zhǎng)的小數(shù)或任何其他的所期望輸出格式進(jìn)行的操作，只要該 格式在初級(jí)正交激光干涉儀波長(zhǎng)的每個(gè)整數(shù)倍處重復(fù)即可。
本干涉儀可以對(duì)其中光信號(hào)的強(qiáng)度經(jīng)歷了從最大值至最小值的一個(gè) 完整循環(huán)的條紋進(jìn)行計(jì)數(shù)。本干涉儀可以檢測(cè)沿光信號(hào)路徑的差動(dòng)距離 的改變和方向。具體地說，我們可以對(duì)干涉儀的差動(dòng)距離進(jìn)行正交編碼， 其中該編碼是干涉儀的每條紋循環(huán)的差動(dòng)距離的多個(gè)循環(huán)。
編碼
存儲(chǔ)器的輸出狀態(tài)不限于正交編碼值。例如，對(duì)于正確運(yùn)行的干涉 儀來說"不可能"經(jīng)歷的情況可以具有反映該情況的輸出指示碼。例如， 在正確工作的正交干涉儀中，兩個(gè)光束的值從來不會(huì)都為零、從來不會(huì) 都處于最大值并且從來不會(huì)都處于中間常數(shù)。零數(shù)據(jù)值表示激光器發(fā)生 損壞，而最大數(shù)據(jù)值表示第一分束器表面上有污染物。兩個(gè)光束的值都 出于中間常數(shù)表明參考光束或目標(biāo)光束沒有對(duì)準(zhǔn)。這些錯(cuò)誤指示狀況和 其它狀況都是利用本發(fā)明可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到的。這些狀況可以在數(shù)據(jù)值中 的一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定位處指示出來。
可逆計(jì)數(shù)器
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式添加了可逆計(jì)數(shù)器(up-down counter),其
直接增加或減少了閾值干涉儀光束輸出。該可逆計(jì)數(shù)器的輸出用作對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行尋址時(shí)的附加位，從而使本發(fā)明能夠在可逆計(jì)數(shù)器支持的整個(gè) 范圍上根據(jù)要求而輸出唯一輸出碼。 動(dòng)態(tài)自適應(yīng)干涉儀
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，我們使干涉儀的操作動(dòng)態(tài)地適應(yīng)于 它獲取的測(cè)量的特性或者干涉儀的工作環(huán)境狀況，例如溫度、壓力、濕 度、被測(cè)設(shè)備或被測(cè)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的狀態(tài)或命令。借助于存儲(chǔ)器直接 位于高速測(cè)量路徑中這一情況使得能夠進(jìn)行這種類型的操作。
例如，本發(fā)明適于用在精密機(jī)床中，其中機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC) 控制器首先命令干涉儀進(jìn)入"校準(zhǔn)"模式，以對(duì)存儲(chǔ)器值進(jìn)行配置從而使 得機(jī)床的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的精度最優(yōu)化，同時(shí)使機(jī)床軸旋轉(zhuǎn)以測(cè)量機(jī)床
的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍，然后進(jìn)入"測(cè)量"模式，在"測(cè)量"模式中以最高M(jìn)Hz速 度使用在"校準(zhǔn)"期間計(jì)算出的值的最優(yōu)集合以輔助對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制。
對(duì)于另一個(gè)例子，機(jī)床附近的空氣的壓力、溫度和濕度以百萬分之 幾的水平影響光速。通過動(dòng)態(tài)自適應(yīng)地重載(reload)本發(fā)明的存儲(chǔ)器， 可以忽略環(huán)境壓力、溫度和濕度的影響，并且可以在不利的工作條件下 實(shí)現(xiàn)對(duì)干涉距離的精確測(cè)量。
干涉儀結(jié)構(gòu)和操作概述
圖1示出了本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)元件和操作。放置在環(huán)境5中的干涉 儀10產(chǎn)生第一光信號(hào)11和第二光信號(hào)12。光信號(hào)的強(qiáng)度被獨(dú)立地轉(zhuǎn)換 (20)為以地址25的形式的第一數(shù)字信號(hào)21和第二數(shù)字信號(hào)22。
存儲(chǔ)器30存儲(chǔ)與干涉儀10能夠產(chǎn)生的可能的(和不可能的)光信 號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值31。地址25用于對(duì)存儲(chǔ)器30進(jìn)行直接訪問以得到經(jīng) 由存儲(chǔ)器30的地址輸入線24而訪問的輸出數(shù)據(jù)值32。
存儲(chǔ)器30的地址輸入25可以計(jì)時(shí)(同步)(23)到0/D轉(zhuǎn)換器20 工作時(shí)的速率。
通常，干涉儀的輸出數(shù)據(jù)值32通過例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 40 和應(yīng)用50來進(jìn)一步處理。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，DSP動(dòng)態(tài)地重載 45，或者基于例如數(shù)據(jù)32或者來自干涉儀10工作環(huán)境5的其他輸入信 號(hào)14而對(duì)存儲(chǔ)器30重新進(jìn)行配置。還可以通過應(yīng)用而對(duì)數(shù)據(jù)值進(jìn)行自適應(yīng)。
詳細(xì)的干涉儀結(jié)構(gòu)和操作
圖2示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。正交激光干涉儀100將激
光器101產(chǎn)生的一對(duì)相干激光束110和130引導(dǎo)到兩個(gè)反射器111和131 上，并隨后將返回的光束混合以產(chǎn)生一對(duì)正交調(diào)制輸出光束112和132， 從而對(duì)反射器111和131的相對(duì)位置位移分別進(jìn)行編碼。所有的光學(xué)元 件例如反射鏡、分束器、延遲器都是常規(guī)的。
光束112和132分別通過光電二極管113和133被轉(zhuǎn)換為光電流。 這些光電流被輸入到跨導(dǎo)放大器。這些跨導(dǎo)放大器包括分別具有反饋電 阻器115和135的運(yùn)算放大器114和134。
輸出電壓由運(yùn)算放大器116和136放大，該運(yùn)算放大器116和136 分別具有反饋網(wǎng)絡(luò)電阻器117和118以及137和138。
表示光信號(hào)112和132的強(qiáng)度的電壓分別由模數(shù)轉(zhuǎn)換器119和139 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
輸出數(shù)字化電壓總線120和140的每一個(gè)為N個(gè)位寬，并且是平行 的，以形成2xN個(gè)位寬的地址總線150。 2xN個(gè)位寬的地址總線150被 應(yīng)用于存儲(chǔ)器160的地址輸入，該存儲(chǔ)器160具有2xN個(gè)位的輸入地址 空間以及J個(gè)位的輸出數(shù)據(jù)字寬。應(yīng)當(dāng)注意，常規(guī)的正交編碼器通常僅 產(chǎn)生單個(gè)輸出位。本轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生多個(gè)位，例如16個(gè)位或更多，從而 極大地提高了干涉儀的分辨率。
存儲(chǔ)器預(yù)載入有在零至二的2xN次冪范圍內(nèi)的每個(gè)可能地址的所期 望的輸出數(shù)據(jù)值。
存儲(chǔ)器160將所期望的輸出數(shù)據(jù)值170輸出到任何緩沖器/放大器， 在該緩沖器/放大器中這些輸出數(shù)據(jù)值170可提供給外部系統(tǒng)和應(yīng)用以用 于進(jìn)一步的處理。
可逆計(jì)數(shù)器
圖3示出了具有正交輸入可逆計(jì)數(shù)器245的本發(fā)明的另一實(shí)施方式。 正交激光干涉儀200將一對(duì)相干激光束210和230引導(dǎo)到兩個(gè)反射 器211和231上，然后將返回的光束混合以產(chǎn)生一對(duì)正交調(diào)制輸出光束212和232，從而對(duì)反射器211和231的相對(duì)位置位移分別進(jìn)行編碼。
這些光束分別通過光電二極管213和233被轉(zhuǎn)換為光電流。這些光 電流被輸入到由分別具有反饋電阻器215和235的運(yùn)算放大器214和234 構(gòu)成的跨導(dǎo)放大器，輸出電壓由分別具有反饋網(wǎng)絡(luò)電阻器217和218以 及237和238的運(yùn)算放大器216和236放大。
這些電壓隨后分別由模數(shù)轉(zhuǎn)換器219和239轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。輸出 數(shù)字化電壓總線220和240中的每一個(gè)為N個(gè)位寬，并且是平行的，以 形成2xN個(gè)位寬的地址總線。
此外，每個(gè)轉(zhuǎn)換器219和239各自的高位(high order bit) 221和241 被應(yīng)用于正交輸入可逆計(jì)數(shù)器245。計(jì)數(shù)器的輸出是K個(gè)位寬。
2xN個(gè)位寬的總線與K個(gè)位寬的可逆計(jì)數(shù)器輸出246合并以形成 2xN+K個(gè)位寬的地址總線250。
該地址總線250直接應(yīng)用于存儲(chǔ)器260的地址輸入，該存儲(chǔ)器260 具有2x N+K個(gè)位寬的輸入地址空間以及J個(gè)位寬的輸出數(shù)據(jù)字，并且 已經(jīng)預(yù)載入了在零至二的2xN+K次冪范圍內(nèi)的每個(gè)可能的地址的所期 望的輸出數(shù)據(jù)值。存儲(chǔ)器260將存儲(chǔ)的所期望的輸出數(shù)據(jù)值270輸出到 最終的緩沖器/放大器，在該緩沖器/放大器中該數(shù)據(jù)值270可被提供給外 部系統(tǒng)和應(yīng)用。
本發(fā)明的效果
本發(fā)明的實(shí)施方式提供了基于存儲(chǔ)器的高速干涉儀。干涉光信號(hào)的 強(qiáng)度被轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)器輸入地址。在這些輸入地址處從存儲(chǔ)器中直接讀取 輸出數(shù)據(jù)值。因此，干涉儀工作的速度主要受到存儲(chǔ)器工作的速度的限 制。因?yàn)楦缮鎯x是基于存儲(chǔ)器的，因此存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值可以適應(yīng)于工作環(huán) 境。
盡管已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施方式為例描述了本發(fā)明，但是將會(huì)理解的是， 在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以做出各種其他的修改和改變。因此，所附 權(quán)利要求的目的是涵蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有這些變型和修 改。
權(quán)利要求
1. 一種用于干涉測(cè)量法的包括光學(xué)系統(tǒng)的裝置，其中該光學(xué)系統(tǒng)用于產(chǎn)生彼此干涉的第一光信號(hào)和第二光信號(hào)，該裝置包括光學(xué)至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其被構(gòu)造成將第一光信號(hào)的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)并將第二光信號(hào)的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第二數(shù)字信號(hào)，其中所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)彼此干涉，并且其中所述第一數(shù)字信號(hào)和相應(yīng)的所述第二數(shù)字信號(hào)合并以形成地址信號(hào)；以及存儲(chǔ)器，其直接連接到所述地址信號(hào)，該存儲(chǔ)器被構(gòu)造成用于存儲(chǔ)與所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)之間的干涉相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值，并且其中所述地址信號(hào)直接讀取所述數(shù)據(jù)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置進(jìn)一步包括時(shí)鐘，其使得所述光學(xué)至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的操作與所述存儲(chǔ)器的操作同步。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置進(jìn)一步包括 用于在轉(zhuǎn)換所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)并讀取所述數(shù)據(jù)值時(shí)對(duì)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所述數(shù)據(jù)值進(jìn)行動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)值是對(duì)干涉儀的差 動(dòng)距離的正交編碼。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)值是多個(gè)周期的正交編碼，其中所述正交編碼是對(duì)所述干涉儀每條紋周期的差動(dòng)距離的正 交編碼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)值是對(duì)所述差動(dòng)距離的數(shù)值表示。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)值是對(duì)所述差動(dòng)距 離的格雷碼表示。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)值包括錯(cuò)誤指示碼。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，在所述數(shù)據(jù)值中的一個(gè)或更 多個(gè)預(yù)定位處提供所述錯(cuò)誤指示。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所 述數(shù)據(jù)值動(dòng)態(tài)地適應(yīng)工作環(huán)境。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所述數(shù)據(jù)值與從所述存儲(chǔ)器中讀取的所述數(shù)據(jù)值動(dòng)態(tài)地自適應(yīng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，通過利用了從所述存儲(chǔ)器 中讀取的所述數(shù)據(jù)值的應(yīng)用，存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所述數(shù)據(jù)值進(jìn)行動(dòng) 態(tài)地自適應(yīng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，光學(xué)至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括光電二極管，其連接到所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)； 連接到所述光電二極管的放大器；以及 連接到所述放大器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述干涉儀的分辨率對(duì)應(yīng) 于所述地址信號(hào)中的位數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)值的速率超過一兆赫c
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)值是以所述存儲(chǔ) 器的訪問速率被讀取。
17. —種對(duì)干涉儀產(chǎn)生的第一光信號(hào)和第二光信號(hào)進(jìn)行處理的方法， 該方法包括以下步驟將第一光信號(hào)的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)并將第二光信號(hào)的強(qiáng)度轉(zhuǎn) 換為相應(yīng)的第二數(shù)字信號(hào)，其中所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)彼此 干涉，并且其中所述第一數(shù)字信號(hào)和相應(yīng)的所述第二數(shù)字信號(hào)合并以形 成地址信號(hào)；以及對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問，該存儲(chǔ)器被構(gòu)造成存儲(chǔ)與所述第一光信號(hào)和所 述第二光信號(hào)之間的干涉相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值，并且其中所述地址信號(hào)直接 地讀取所述數(shù)據(jù)值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，該方法進(jìn)一步包括以下步驟 使所述光學(xué)至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的操作和所述存儲(chǔ)器的操作同步。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，該方法進(jìn)一步包括以下步驟 在轉(zhuǎn)換所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)并讀取所述數(shù)據(jù)值時(shí)對(duì)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所述數(shù)據(jù)值進(jìn)行動(dòng)態(tài)自適應(yīng)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)值是對(duì)干涉儀的 差動(dòng)距離的正交編碼。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)值包括錯(cuò)誤指示碼。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的所 述數(shù)據(jù)值動(dòng)態(tài)地適應(yīng)工作環(huán)境。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述干涉儀的分辨率對(duì)應(yīng) 于所述地址信號(hào)中的位數(shù)。
24. —種對(duì)第一光信號(hào)和第二光信號(hào)之間的干涉進(jìn)行測(cè)量的裝置， 該裝置包括用于將第一光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)的裝置；用于將第二光信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第二數(shù)字信號(hào)的裝置；用于將所述第一數(shù)字信號(hào)和相應(yīng)的所述第二數(shù)字信號(hào)合并以形成地址信號(hào)的裝置；和直接連接到所述地址信號(hào)的存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器被構(gòu)造成用來存儲(chǔ)與所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)之間的干涉相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值，并且其中地址信號(hào)直接地讀取所述數(shù)據(jù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于存儲(chǔ)器的高速干涉儀。一種干涉儀，其產(chǎn)生彼此干涉的第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。這些光信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)形式地址。存儲(chǔ)器對(duì)與第一光信號(hào)和第二光信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值進(jìn)行存儲(chǔ)，并且其中這些地址被用于直接讀取存儲(chǔ)在這些地址處的數(shù)據(jù)值。在轉(zhuǎn)換第一光信號(hào)和第二光信號(hào)并讀取數(shù)據(jù)值時(shí)可以對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)值進(jìn)行動(dòng)態(tài)自適應(yīng)。
文檔編號(hào)G01B9/02GK101419053SQ20081017375
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
發(fā)明者威廉·S·葉拉茲尼斯, 德克·布林克曼 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社