CN114521227B 激光干涉测量系统及方法 （诺信公司）

2022.03.21PCT/US2020/0514402020.09.18WO2021/055715EN2021.03.25本发明提供用于使用激光干涉测量来测量中所述第一分束包括第一光束直径及第二光束直径，所述第一光束直径大于所述第二光束直2其中所述激光发射器是具有经旋转激光束剖面的经旋分束器，其经配置以将所述发射激光束分成引导向单个偏转器的第一分束及第二分2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径相等且所3.根据权利要求1到2中任一权利要求所4.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的系统，其中所述第六光束直径中的至少一者通过传递所述发射激光束通过柱面透5.根据权利要求1到2中任一权利要求所6.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的系统，7.根据权利要求6所述的系统，其中所述计算速度在正交于所述第一光束直径及所述12.根据权利要求1所述的系统，其中所述激光束剖面从其初始长度的1.5倍扩大到10其中所述激光发射器是具有经旋转激光束剖面的经旋转激其中所述发射激光束包括第五光束直径及第六光束直径317.根据权利要求15到16中任一权利要求所述的系统，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径相等且所述第二光束直径与所述18.根据权利要求15到16中任一权利要求所述的系统，其中所述第一分束与所述第二19.根据权利要求15到16中任一权利要求所述的系统，其中所述第一光束直径是第二所述存储器上的指令，所述指令经配置以致使所述系统计算物体移动通过相交区域的速21.根据权利要求20所述的系统，其中所述计算速度在正交于所述第一光束直径及所24.根据权利要求15所述的系统，其中所述第五光束直径或所述第六光束直径中的至直径或所述第六光束直径中的至少一者通过传递所述发射激光束通过单个柱面透镜来增其中所述激光发射器是具有经旋转激光束剖面的经旋分束器，其经配置以将所述发射激光束分成引导向单个偏转器的第一分束及第二分30.根据权利要求29所述的系统，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径相等且31.根据权利要求29到30中任一权利要求所述的系统，其中所述第一分束与所述第二432.根据权利要求29到30中任一权利要求所述的系统，其中所述第一光束直径与所述33.根据权利要求29到30中任一权利要求所述的系统，其中所述发射激光束包括第五径或所述第六光束直径中的至少一者通过传递所述发射激光束通过柱34.根据权利要求29到30中任一权利要求所述的系统，其中所述第一光束直径是第二所述存储器上的指令，所述指令经配置以致使所述系统计算物体移动通过相交区域的速36.根据权利要求35所述的系统，其中所述计算速度在正交于所述第一光束直径及所5[0002]本申请案主张2019年9月20日申请的第62/903,310号美国临时申请案的权益，所述美国临时申请案的全部内容以引用方式并入反射光由光检测器检测到且可使用多普勒(Doppler)效应确定移动物体的速度及/或长度。的系统及方法可包含比上述常规激光干涉测量系统及方法的有效测量区域更大的有效测[0007]上文描述的使用激光干涉测量的常规方法在捕获具有小横截面积的移动物体的准确测量时特别不足。因为此类物体具有很小反射区域来产生良好测量(例如具有圆形横速改变位置(在除速度方向之外的方向上)的物体及由于制造工艺的性质而无法引导的物[0008]本文中公开准确测量此类物体(例如具有小横截面积、快速改变位置及由于制造6[0012]在所述系统的一些实施例中，所述发射激光束包括第五光束直径及第六光束直中的至少一者通过传递所述发射激光束通过[0013]在所述系统的一些实施例中，所述第一光束直径是所述第二光束直径的至少三7[0029]在所述系统的一些实施例中，所述发射激光束包括第五光束直径及第六光束直中的至少一者通过传递所述发射激光束通过8[0045]测量移动物体的常规方法由于物体的表面上的小反射区域而难以获得可靠且准射光106以不与激光束104的路径相交的角度引导出。因此，假设散射光106需要在激光束右)的移动物体204。激光束剖面202A描绘与本文中描述的系统及方法一致的激光束剖面。激光束剖面202B描绘与常规测量系统一致的非旋转激光束剖面。当移动物体204相对于激[0049]本文中描述的系统及方法包含可允许更可靠且准确测量移动物体的更大相交或仪进行测量。只要可经实施以形成更大有效测量区域，那么系统及方法的特定特征包括：[0053]在一些实施例中，激光二极管302可相对于常规激光表面测速仪的激光二极管旋9光二极管502来旋转激光束剖面504。通过旋转激光二极管502以产生经旋转激光束剖面[0057]在一些实施例中，激光表面测速仪300还可包含柱面透镜308(或用于扩大激光束直径的任何其它构件)。例如图3的柱面透镜308的柱面透镜是可在一或多个方向上扩大或[0061]下文描述包含相较于常规测量方法的激光束剖面旋转的激光束剖面的测量移动[0062]一束光(例如激光束)可由光束轴、第一光束直径(BD1)及第二光束直径(BD2)界的长轴(BD1)垂直于物体移动方向。激光束剖面602经展示为具有垂直方向(Y轴)上的长轴(BD1)及水平方向(X轴)上的短轴(BD2)。移动物体604经展示为具有水平方向(X轴)上的一[0066]本文中提供的测量移动物体的方法可包含沿着一或多个光束直径扩大激光束的508至少在垂直方向上或沿着Y轴扩大激光量材料具有沿着X轴的速度方向，那么景深可在Y轴上及/或在Z轴上扩大。如本文中使用，测量区域)在传输激光束及偏转激光束部分或完全会聚且相交时产生。信号基于已知校准条纹图案几何形状转换为速度且相对于由激光表面测速仪接收的电交[0078]在一些实施例中，景深可经扩大以适应通过旋转激光束剖面及/或通过扩大激光面(例如图5的激光束剖面504)而非现有技术的水平激光束剖面(例如图4的激光束剖面用于两个激光束之间以恢复原本由于激光束剖面旋转而损失的至少一部分深度。举例来传输激光束312与偏转激光束314)之间的距离。最小化传输与偏转激光束之间的此距离可[0080]在一些实施例中，传输激光束与偏转激光束的会聚角可为从5到40度或从10到30类界定不一定被解释为表示与所属领域通常理解的内容够最好利用技术及各种实施例及适合于预期