近年来调谐激光器FSI测距技术的发展与突破

本文档探讨了基于可调谐激光器扫频干涉（Frequency-Shift Interferometry, FSI）的绝对距离测量方法的研究进展。随着工业制造业对精确测量的需求日益增长，特别是对移动速度、高精度距离和空间坐标测量的要求，FSI作为一种新兴的测距技术，因其不受相位模糊度（2π限制）和半波长影响而受到关注。 传统的测距技术如脉冲式和相位式虽有各自的应用领域，但FSI的优势在于它能够在不依赖目标配合的情况下，提供更高的信噪比和更广阔的调制范围。早期的可调谐激光器如LT024虽然可以实现连续波输出，但调谐范围有限且需要复杂的标定过程。近年来，随着外腔式可调谐激光二极管（ECLD）、分布反馈式半导体激光器（DFB）和单模垂直腔面发射激光器（VCSEL）的进步，FSI的性能得到了显著提升。ECLD如DL100和DFB如PHOENIX1400提供了更大的调制范围和更快的调谐速度，使得距离分辨率提升到了微米级别，同时锁相环技术的应用使得扫频更加精确。 探测器技术的进步也不容忽视，如InGaAs探测器可以接收宽谱光信号，而像Thorlabs的PDB450C这样的平衡放大探测器则能够有效抑制共模噪声，提高信号质量。这些技术的发展使得FSI测距系统具备了商业化应用的可能，例如eTALON公司的AbsoluteMultilineTechnology测距仪，通过多通道设计和自动校准功能，实现了0.02~30m的测量范围和高达0.5ppm的精度。而Nikon公司的MV351激光雷达则展示了非接触式测量的潜力，最大测量范围可达50m，具有高采样率，适用于大尺寸物体的精确测量。 基于可调谐激光器的FSI测距技术正经历着快速发展，不断提高的距离精度、测量范围以及自动化程度使其在工业制造、机器人技术、无人驾驶等领域展现出广阔的应用前景。未来的研究将继续优化激光器性能、扩展探测器选择以及集成更多的智能化功能，以满足不断增长的测量需求。