1.本发明是关于一种基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法及系统，涉及光学精密计量领域。
背景技术：2.角度测量在精密制造加工、卫星天线测量、合成孔径光学系统装配等领域有着广泛的应用。为满足高性能角度测量需求，现已经发展了自准直测角、差分波前传感以及多目标激光干涉等光学非接触式角度测量方法。
3.自准直测角法因其具有较高的准确度和测量分辨力，通常作为商用的标准方法来衡量其它测角方法的准确性，但是由于物镜孔径的限制，其角度测量范围通常只能达到数百角秒。差分波前传感法只能在较小的旋转范围内检测到有效的干涉信号。多目标激光干涉法需要在被测物体上安装多个目标靶镜，增大了系统的复杂度。此外，传统光学干涉的测量方法还受到相位模糊的影响，只能实现增量式测量，不能断光续接，这对于很多应用是极为不便的。
4.现有技术中自准直仪在装配过程中会引起激光源和自准直单元对准误差，因此也不能实现完全意义上的绝对测量，即测量被测镜法线与入射光束之间的夹角，而是只能测量一定范围的角度变化量，使得上述方法已经被排除在测量拼接镜片的表面方向、测量运动物体的绝对姿态以及精密制造与加工过程中系统重新启动后的复位测量等应用之外。
技术实现要素：5.针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现大范围、动态、高精度的基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法及系统。
6.第一方面，本发明提供的基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法，该方法包括：
7.光频梳将含有多个纵模的光脉冲发射到光纤环形器；
8.经光纤环形器导入的光脉冲经光纤准直镜发射到光栅，通过所述光栅衍射后产生一组具有不同衍射角的一阶衍射光束；
9.当光栅法线与入射光束的夹角改变时，具有一定光谱宽度的入射光束通过光栅衍射后部分纵模分量能够重新耦合进入光纤准直镜并发射到光纤环形器；
10.通过对光纤环形器导出的光梳光谱分量的辨析获得耦合光束光谱的中心频率，进而实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。
11.进一步地，光栅法线与光纤准直镜的出光方向即入射光束方向具有初始夹角。
12.进一步地，耦合光束的光谱分布是以中心频率fc近似对称分布，光频梳光谱范围纵模对应的正一级衍射角βi恰好与入射角α相等，此时该纵模对应的衍射光束近似平行入射光束方向原路返回。
13.进一步地，通过耦合光束光谱的中心频率进而得到光栅法线与入射光束之间的夹角：
[0014][0015]
式中，α为光栅法线与入射光束之间的夹角，c为光速，g为光栅周期，fc为中心光频。
[0016]
进一步地，光栅采用反射式光栅。
[0017]
第二方面，本发明还提供一种自准直绝对测角系统，该系统包括：
[0018]
单光梳，用于发射含有多个纵模的光脉冲；
[0019]
光纤环形器，用于导入或导出光信号；
[0020]
光纤准直镜，用于将所述光纤环形器导入的光信号进行准直发射；
[0021]
光栅，用于将经所述光纤准直镜出射的光信号衍射后产生不同衍射角的一阶衍射光束中的部分纵模分量经所述光纤准直镜返回到所述光纤环形器；
[0022]
光谱分析仪，用于通过对所述光纤环形器导出的光梳光谱分量的辨析实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。
[0023]
第三方面，本发明还提供一种自准直绝对测角系统，该系统包括：
[0024]
双光梳，用于发射含有多个纵模的光脉冲；
[0025]
光纤环形器，用于导入或导出光信号；
[0026]
光纤准直镜，用于将所述光纤环形器导入的光信号进行准直发射；
[0027]
光栅，用于将经所述光纤准直镜出射的光信号衍射后产生不同衍射角的一阶衍射光束中的部分纵模分量经所述光纤准直镜返回到所述光纤环形器；
[0028]
信号处理装置，用于将所述光纤环形器导出的光梳光谱分量通过双光梳光谱辨析技术进行辨析，实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。
[0029]
进一步地，所述双光频梳为包括两台具有微小重复频率之差的光频梳，第一光频梳和第二光频梳通过光纤耦合器合光后发送到所述光纤环形器。
[0030]
进一步地，还包括双光梳噪声抑制单元，所述双光梳噪声抑制单元采用紧密锁定或非紧密锁定。
[0031]
进一步地，所述光栅采用反射式光栅。
[0032]
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0033]
1、本发明将光栅对衍射光束光谱的操控与光频梳的频域特性有机结合，巧妙地利用光栅一级衍射光束自准直的原理，将角度变化转换为光频梳光谱成分变化，通过对光谱幅频特性的辨析，完成入射光束与光栅法线夹角的绝对测量，光频梳的宽光谱特性保障了大范围角度测量的实现。
[0034]
2、本发明以双光梳光谱精密辨析技术作为光谱幅频特性测量的方法，可实现衍射光谱的动态高精度重建，为角度值的动态高精度测量提供了关键技术支撑。
[0035]
综上，本发明可以广泛应用于角度绝对测量中。
附图说明
[0036]
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0037]
图1为本发明实施例的单光梳法绝对式精密测角方法原理图。
[0038]
图2为本发明实施例的入射角α对应耦合光束的光谱分布。
[0039]
图3为本发明实施例的双光梳法绝对式精密测角方法原理图。
[0040]
图4为本发明实施例的双光梳测量原理图，其中，(a)为时域线性采样原理图；(b)为频域多外差干涉原理图。
具体实施方式
[0041]
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
[0042]
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。
[0043]
本发明提供一种基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法及系统，方法包括：光频梳将含有多个纵模的光脉冲发射到光纤环形器；经光纤环形器导入的光脉冲经光纤准直镜发射到光栅，通过所述光栅衍射后产生一组具有不同衍射角的一阶衍射光束；当光栅法线与入射光束的夹角改变时，具有一定光谱宽度的入射光束通过光栅衍射后部分纵模分量能够重新耦合进入光纤准直镜并发射到光纤环形器；通过对光纤环形器导出的光梳光谱分量的辨析获得耦合光束光谱的中心频率，进而实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。因此本发明将光栅对衍射光束光谱的操控与光频梳的频域特性有机结合，巧妙地利用光栅一级衍射光束自准直的原理，将角度变化转换为光频梳光谱成分变化，通过对光谱幅频特性的辨析，完成入射光束与光栅法线夹角的绝对测量。
[0044]
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0045]
光频梳作为频域的精密光尺，在宽光谱范围内具有一系列稳定的频率成分。光频梳的出现推动了几何量测量领域的发展，为几何量测量提供了新的发展方向，也已经初步展现了在角度量绝对测量方面的前景。
[0046]
本实施例提供的自准直绝对测角方法实现基于一级衍射光束自准直衍射的机理，光频梳中的不同纵模分量经过光栅后在空间中形成一组具有不同衍射角的一阶衍射光束，其衍射角大小取决于其纵模频率。假定在初始状态下光频梳光谱范围内频率为fi的纵模对应的正一级衍射角βi恰好与入射角α相等，此时该纵模对应的衍射光束平行于入射光束方向原路返回，然后重新被光纤准直镜耦合，通过光纤环形器最后被采集。由于光纤具有一定
的芯径尺寸，因此重新耦合进入光纤的光束存在一定的光谱宽度。如图1所示，当衍射角βi恰好与入射角α相等时，该纵模对应的耦合效率最高。衍射光束与入射光束夹角越大，通过光纤准直镜聚焦后与光纤纤芯偏离量越大，对应的耦合效率越低。忽略耦合光束原始光谱分布(耦合光谱范围较小，可近似原始光谱强度在耦合光束的光谱范围内不变)，耦合光束的光谱分布理论上是以频率fi为中心频率近似对称分布的。当光栅旋转时，由于入射角发生变化，耦合光束的光谱分量对应发生变化，本实施例提出的绝对角度测量方法是通过对光梳光谱分量的精密辨析来实现光栅法线与入射光束之间的夹角α的精确测量，本实施例的绝对角度测量原理为：
[0047]
根据光栅方程，光频梳中第i个纵模的衍射角βi与纵模频率fi满足如下关系式：
[0048][0049]
其中，c为光速，g为光栅周期，α为光栅法线与入射光束之间的夹角。
[0050]
第i个纵模对应的衍射光束传播方向与入射光束的夹角可表示为：
[0051]
θi＝β
i-α
ꢀꢀꢀ
(2)
[0052]
每一个纵模的衍射光束是一个具有一定半径的高斯光束，而每一个高斯光束可以视作许多不同方向传播的平面波的叠加。对于传播方向与出射光夹角为θ的平面波，经过焦距为f的光纤准直镜聚焦，其聚焦位置偏离光纤纤芯中心的距离可表示为：
[0053]
y＝fθ
ꢀꢀꢀ
(3)
[0054]
为计算耦合效率，根据公式(4)定义第i个纵模的耦合参数γi:
[0055][0056]
其中，ω
l
为衍射的高斯光束传播到准直镜前表面的光斑半径，ω0为光纤的模场半径。
[0057]
根据光纤耦合效率公式可计算对于第i个纵模，聚焦位置偏离纤芯中心距离为y的平面波对应的耦合效率ηi(y)，如公式(5)所示：
[0058][0059]
其中，ρ为积分变量，j0为零阶贝塞尔函数，d为积分符号。
[0060]
将某一纵模频率为fi的高斯光束分解为一系列平面波的叠加，其中传播方向与原高斯光束相同的平面波经过透镜后汇聚点距离光纤纤芯中心的距离如公式(6)所示：
[0061]
yi＝fθiꢀꢀꢀ
(6)
[0062]
纵模频率为fi的高斯光束总体的耦合效率《ηi》可以表示为这些平面波耦合效率的加权积分，如公式(7)所示：
[0063][0064]
其中，ai(yi,y)为各方向平面波的权重。
[0065]
根据角谱原理，可将其表示为公式(8)：
[0066][0067]
将公式(5)、(8)代入(7)中，即可求得纵模频率为fi的高斯光束的总体耦合效率《ηi》。
[0068]
对光频梳在不同入射角α下的各纵模总体耦合效率进行仿真，仿真参数如下：光栅周期为1μm，光栅到光纤准直镜前表面的距离为0.2m，光纤准直镜的焦距为37.13mm，其发出的高斯光束腰斑直径为7mm，腰斑到光纤准直镜前表面距离为37.2mm；单模光纤纤芯直径为8.5μm，光纤中的模场直径为10.1μm。如图2所示，当α为51.78
°
、51.79
°
、51.80
°
、51.81
°
时，耦合光束的归一化光谱分布图，即在不同角度时光频梳各个纵模的耦合效率分布。不同角度对应耦合进入光纤的光谱范围不同，且不同频率的耦合效率也不同。通过公式(7)可以验证在测量范围以内，耦合进入光纤的光谱中，耦合效率最高的纵模频率是衍射方向平行于入射光束方向回射的纵模。在实际测量过程中可通过质心算法确定光谱耦合效率最高点对应的纵模频率，即中心光频fc：
[0069][0070]
其中，i为耦合光谱纵模序号，n为纵模个数。
[0071]
本实施例对计算中心光频的方法不做限制，可以采用公式(9)的质心法，也可以直接计算最高点或采用高斯拟合等其它方法，以此为例，不限于此。将求得的中心光频fc作为平行回射的纵模频率，代入到光栅衍射公式中，可以按下式计算出光栅法线与入射光束之间的夹角α，如公式(10)所示：
[0072][0073]
实施例1：基于上述原理，本实施例提供的自准直绝对测角方法，实现过程包括：
[0074]
s1、光频梳将含有多个纵模的光脉冲发射到光纤环形器；
[0075]
s2、经光纤环形器导入的光脉冲经光纤准直镜发射到光栅，通过光栅衍射后产生一组具有不同衍射角的一阶衍射光束；
[0076]
s3、当光栅法线与入射光束的夹角改变时，具有一定光谱宽度的入射光束通过光栅衍射后部分纵模分量能够重新耦合进入光纤准直镜并发射到光纤环形器；
[0077]
s4、通过对光纤环形器导出的光梳光谱分量的辨析获得耦合光束的中心频率，进而实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。
[0078]
实施例2：如图1所示，本实施例提出的自准直绝对测角系统，包括通过单光梳1、光纤环形器2、光纤准直镜3和反射式光栅4。
[0079]
反射式光栅4的法线与光纤准直镜3的出光方向即入射光束方向呈一定的初始夹角。使得在角度测量过程中，具备一定光谱宽度的入射光束通过反射式光栅4衍射后，始终有部分纵模分量能够近似平行于入射方向重新耦合进入光纤准直镜3，保证测量的有效性。
[0080]
单光梳1发出含多个纵模的光脉冲发射到光纤环形器2；
[0081]
经光纤环形器2导入的光脉冲经光纤准直镜3发射到反射式光栅4，通过反射式光
栅4衍射后产生一组具有不同衍射角的一阶衍射光束；
[0082]
当反射式光栅4法线与入射光束的夹角改变，具有一定光谱宽度的入射光束通过反射式光栅4衍射后部分纵模分量能够重新耦合进入光纤准直镜3并发射到光纤环形器2，经光纤环形器2导出的光信号发送到光谱分析仪5，用于对光梳光谱分量进行辨析和计算，具体计算过程不做赘述，优选地，反射式光栅4可以采用一维反射式光栅。
[0083]
由于单光梳1含多个等间隔纵模，通过反射式光栅4衍射后会产生一组空间分离的一阶衍射光束。当反射式光栅4法线与入射光束的夹角改变，所有纵模对应的衍射角度均会随之变化，耦合进入光纤的光谱成分也会发生变化。基于光纤耦合特性，完全平行于入射光束方向原路返回的纵模耦合效率最高。基于光栅衍射公式，通过计算耦合光束的中心频率可精确得到光栅法线与入射光束之间的夹角α，光频梳的宽光谱范围保障了大范围角度测量的实现。
[0084]
实施例3：本实施例与实施例2不同的是，如图3所示，本实施例采用双光梳，包括第一光频梳5和第二光频梳6，第一光频梳5和第二光频梳6通过光纤耦合器7合光后发送到光纤环形器2导出，被光纤准直镜3准直入射至反射式光栅4上，经光纤环形器2导出的光信号发送到信号处理装置8，用于对光梳光谱分量进行辨析和计算，信号处理装置8包括探测器81、滤波器82和处理器83，光梳光谱分量进行辨析和计算具体过程不做赘述。
[0085]
优选地，本实施例的双光梳系统可以采用两台重频有微小差别的光频梳作为光源，其中，第一光频梳5为信号光梳，其重频为f
r1
，第二光频梳6为本振光梳，重频为f
r2
＝f
r1
+δfr。从时域角度考虑，由于两台光频梳重频不同，如图4(a)上方所示，信号脉冲与本振脉冲将在时域上发生周期性的重叠与错位，在每个测量周期(t
update
＝1/δfr)内将产生一个如图4(a)所示的互相关干涉信号。从频域上来考虑，可以理解为如图4(b)上方所示的第一光频梳5的纵模和最邻近的第二光频梳6的纵模外差的过程，将光频域的信息传递到了射频域。实际测量时，是对图4(a)中所示的时域干涉信号进行傅里叶变换，直接得到图4(b)下方所示的射频域频谱，再经比例因子f1/δfr放大获取对应光频谱信号，本实施例中主要关注强度谱的信息，通过双光梳强度谱辨析技术精确计算光谱中心频率fc，进而根据式(10)计算角度值，本实施例为实现光频的精确测量与溯源，要求对两台光频梳的重频和偏频均进行锁定。
[0086]
进一步地，典型的重频与偏频全锁定的光纤双光梳系统中，光频梳的梳齿线宽在10～100khz量级，经过双光梳多纵模外差干涉之后传递到子频率梳的梳齿线宽也在10～100khz量级，而子频率梳的梳齿间隔仅为khz量级，因此，子频率梳的纵模是无法独立分辨的，对应的频谱测量精度较低。为解决这个问题，可以通过双光梳噪声抑制的技术来实现两台光频梳的高互相干性，为本实施例的高精度光谱测量提供技术支持。进一步地，本实施例还包括双光梳噪声抑制单元，双光梳噪声抑制单元采用紧密锁定或非紧密锁定，非紧密锁定法包括同步锁定法、数字补偿方法以及自补偿法三种。本实施例对噪声抑制技术的种类不作约束，噪声抑制也不是必须的，但是抑制后测量精度更高，可以根据实际需要进行选择。
[0087]
动态测角范围取决于光频梳的光谱宽度和光栅的周期值，测量准确度取决于耦合光束光谱中心频率的测量精度以及光栅周期的大小，最大测量速度等于两台光频梳的重复频率之差。以光频梳光谱带宽范围在1550nm至1590nm为例，假设光栅周期为1μm，根据公式
(10)可以计算出对应的角度测量范围为1.85
°
左右，即6600
″
。以50mhz的重频为例，从单纵模可溯源的角度来考虑，系统测角准确性可达到0.07
″
。系统的最大测速可以通过控制重频差来设定，50mhz的重频对应的重频差值应设定在1～5khz范围左右，即代表最大测速为1～5khz。需要说明的，在其他参数不变的情况下，增大光栅周期，可以同步提升测量精度，但对应的动态测角范围将减小。在系统实际设计时，应根据测量指标的要求来确定各参数的选择，在本实施例中不做限制。
[0088]
本实施例角度值的测量是通过双光梳干涉信号射频谱的精密辨析得到。双光梳光谱辨析的本质是通过两台具有微小重复频率之差(重频差)光频梳之间的多纵模外差干涉，将光频域的信息传递到射频域，通过低频探测的方式实现光频信息的获取。以双光梳光谱精密辨析作为光谱幅频特性测量的方法，可实现衍射光谱的动态高精度重建，为本发明中角度值的动态高精度角度测量提供了关键技术支撑。
[0089]
需要说明的，本实施例中采用两台光频梳作为光源，先合光后再通过光纤准直镜3出射，基于双光梳光谱成分辨析技术可以动态高精度计算耦合光谱的中心频率。但如果对于精度和测速没有过高的要求，以实施例2的单光梳作为光源，直接通过光纤准直镜3出射，之后基于高精度的光谱分析仪5计算耦合光束光谱的中心频率值，可以测得光栅法线与入射光束之间的夹角α。在这种形式下，光频梳的重频和偏频均无需锁定，在其它参数不变的前提下，测量精度和测量速度主要取决于光谱分析仪5的光谱测量精度与速度。实施例2和实施例3的系统所实现的功能完全相同，仅在耦合光谱的中心频率测量方法上存在不同。
[0090]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“优选地”、“进一步地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0091]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：1.一种基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法，其特征在于，该方法包括：光频梳将含有多个纵模的光脉冲发射到光纤环形器；经光纤环形器导入的光脉冲经光纤准直镜发射到光栅，通过所述光栅衍射后产生一组具有不同衍射角的一阶衍射光束；当光栅法线与入射光束的夹角改变时，具有一定光谱宽度的入射光束通过光栅衍射后部分纵模分量能够重新耦合进入光纤准直镜并发射到光纤环形器；通过对光纤环形器导出的光梳光谱分量的辨析获得耦合光束光谱的中心频率，进而实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。2.根据权利要求1所述的基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法，其特征在于，光栅法线与光纤准直镜的出光方向即入射光束方向具有初始夹角。3.根据权利要求1所述的基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法，其特征在于，耦合光束光谱分布是以中心频率f
c
近似对称分布，光频梳光谱范围纵模对应的正一级衍射角β
i
恰好与入射角α相等，此时该纵模对应的衍射光束近似平行入射光束方向原路返回。4.根据权利要求1所述的基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法，其特征在于，通过耦合光束光谱的中心频率进而得到光栅法线与入射光束之间的夹角：式中，α为光栅法线与入射光束之间的夹角，c为光速，g为光栅周期，f
c
为中心光频。5.根据权利要求1所述的基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法，其特征在于，光栅采用反射式光栅。6.一种实现权利要求1～5任一项所述方法的自准直绝对测角系统，其特征在于，该系统包括：单光梳，用于发射含有多个纵模的光脉冲；光纤环形器，用于导入或导出光信号；光纤准直镜，用于将所述光纤环形器导入的光信号进行准直发射；光栅，用于将经所述光纤准直镜出射的光信号衍射后产生不同衍射角的一阶衍射光束中的部分纵模分量经所述光纤准直镜返回到所述光纤环形器；光谱分析仪，用于通过对所述光纤环形器导出的光梳光谱分量的辨析实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。7.一种实现权利要求1～5任一项所述方法的自准直绝对测角系统，其特征在于，该系统包括：双光梳，用于发射含有多个纵模的光脉冲；光纤环形器，用于导入或导出光信号；光纤准直镜，用于将所述光纤环形器导入的光信号进行准直发射；光栅，用于将经所述光纤准直镜出射的光信号衍射后产生不同衍射角的一阶衍射光束中的部分纵模分量经所述光纤准直镜返回到所述光纤环形器；信号处理装置，用于将所述光纤环形器导出的光梳光谱分量通过双光梳光谱辨析技术进行辨析，实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。8.根据权利要求7所述的自准直绝对测角系统，其特征在于，所述双光频梳为包括两台
具有微小重复频率之差的光频梳，第一光频梳和第二光频梳通过光纤耦合器合光后发送到所述光纤环形器。9.根据权利要求7或8所述的自准直绝对测角系统，其特征在于，还包括双光梳噪声抑制单元，所述双光梳噪声抑制单元采用紧密锁定或非紧密锁定。10.根据权利要求6或7所述的自准直绝对测角系统，其特征在于，所述光栅采用反射式光栅。
技术总结本发明涉及一种基于光谱辨析技术的自准直绝对测角方法及系统，该方法包括：光频梳将含有多个纵模的光脉冲发射到光纤环形器；经光纤环形器导入的光脉冲经光纤准直镜发射到光栅，通过所述光栅衍射后产生一组具有不同衍射角的一阶衍射光束；当光栅法线与入射光束的夹角改变时，具有一定光谱宽度的入射光束通过光栅衍射后部分纵模分量能够重新耦合进入光纤准直镜并发射到光纤环形器；通过对光纤环形器导出的光梳光谱分量的辨析实现光栅法线与入射光束之间的夹角测量。本发明将光栅对衍射光束光谱的操控与光频梳的频域特性有机结合，将角度变化转换为光频梳光谱成分变化，通过对光谱幅频特性的辨析，完成入射光束与光栅法线夹角的绝对测量。角的绝对测量。角的绝对测量。
技术研发人员：吴冠豪 周思宇
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/7/5
