本发明属于空间激光干涉和光学精密测量，具体涉及一种差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置和方法。
背景技术：
1、差分波前传感（dws）技术是一种基于外差干涉的角度敏感技术。当参考光束与测量光束存在相对夹角时，激光束的波前分量会跟随失调角发生相应的倾斜，从而引起探测器各象限检测到的拍频相位发生相应的改变。通过检测拍频信号的差分相位，并结合dws技术的测角算法，可以实现对光束夹角的测量。
2、dws作为一种相敏测角技术，其检测精度具有三到四个数量级的相角放大倍数，能够实现以urad量级的测相精度检测nrad量级的指向角度。此外，dws 技术在实现角度测量的同时，可通过平均相位实现测距功能，能够有效避免距离和角度独立测量导致的光强分散和散粒噪声增加，实现测角测距一体化的系统设计。并且dws技术具有简单的干涉光路和光学系统，因此本底噪声低。
3、基于以上三大优势，dws技术被广泛的应用于地球重力场测试如：地球重力场恢复及气候探测计划后续任务（the gravity recovery and climate experiment follow-onmission，grace-fo）和下一代卫星重力反演计划（next generation gravity mission，nggm），几乎所有的引力波干涉计划，如：激光干涉引力波天文台（laser interferometergravitational-wave observatory，ligo）、欧洲室女座引力波天文台（virgo）、600米臂长激光干涉引力波探测器（the british–german gravitational wave detector ，geo600）、神冈引力波探测器（kamioka gravitational wave detector ，kagra）、deci赫兹干涉仪引力波天文台（deci-hertz interferometer gravitational wave observatory，decigo）、激光干涉空间天线（the laser interferometer space antenna ，lisa）、中国空间太极计划（taiji program in space ，taiji）、中国天琴引力波探测计划（tianqin program inspace，tianqin）。综上所述，由于高精度、低噪声、多自由度以及远距离的适应性，dws技术逐渐成为空间激光干涉技术领域和光学精密测量技术领域的核心技术。
4、理想情况下，四象限探测器（qpd）的差分相位信息与光束夹角存在线性关系，然而任何造成激光强度分布不均匀以及光斑重合程度降低的因素都不可避免地影响dws差分相位检测的线性度，并进一步影响dws角度测量范围和稳定性。dws技术中的角度测量值由差分相位解耦得到。根据高斯光束电场分布以及坐标转换可以得到光束倾斜角度，光束的横向偏移、光束的纵向偏移、高斯光束的束腰半径以及探测器的感光面积均与差分相位相互耦合，而且这些参数难以直接推导出解析式。因此，除了光束倾斜角度，其他影响因素成为dws寄生倾斜误差和非线性误差的噪声源。其中光束的横向偏移对dws的误差贡献最大，并表现为寄生倾斜误差，目前还没有相关技术能够很好地解决dws技术中的寄生倾斜误差。
技术实现思路
1、针对以上技术问题，本发明提出一种差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置和方法，能够提高dws角度检测的灵敏度。
2、本发明提出的技术方案如下：
3、根据本发明第一方面，提供一种差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置，该装置包括：双频激光光源模块、光路干涉模块、以及精密测控模块，其中，双频激光光源模块包括：1064nm激光器、隔离器、第一分光棱镜、第一声光调制器、第二声光调制器、第一楔形片、第二楔形片；
4、光路干涉模块包括：第一光阑、第二光阑、第一线偏振片、第二线偏振片、压电快反镜、反射棱镜、第二分光棱镜；
5、精密测控模块包括：四象限探测器、锁相计、数据处理、控制器；
6、该方法包括：1064nm激光器产生一路稳定光信号通过隔离器后经过第一分光棱镜分为两个支路，第一支路的光信号首先通过第一声光调制器，发生布拉格衍射效应对激光进行频率调制；接着，经过第一楔形片以校正由第一声光调制器频移所导致的激光倾斜偏摆；继续通过第一光阑，在第一光阑处声光调制的一级布拉格衍射光被选择，其他级的布拉格衍射光和杂散光被隔离；接着经过第一线偏振片以特定的偏振方向传输至反射棱镜成为干涉光信号的一路输入，以同样的方式第二支路的光信号依次通过第二声光调制器、第二楔形片、第二光阑、第二线偏振片和压电快反镜，成为干涉光信号的另一路输入，之后输出的两个支路的光信号先经过第二分光棱镜发生干涉，再传输至四象限探测器，四象限探测器输出四路拍频电信号，四象限探测器通过射频连接线与锁相计相连，锁相计输出四路相位信号，通过数据处理模块计算差分相位值，控制器用于根据数据处理模块输出的差分相位控制压电快反镜的偏转或平移。
7、此外，数据处理模块还包括：通过后处理减法，实现基于dws技术的两个光束未对准时的激光束夹角测量，以及倾斜传播模式下的光斑横向偏移测量。
8、根据本发明第二方面，提供一种差分相位中寄生倾斜误差的抑制方法，该方法由上述差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置执行，该方法包括：
9、1064nm激光器产生一路稳定光信号通过隔离器后，经过第一分光棱镜分为两个支路，第一支路的光信号首先通过第一声光调制器，发生布拉格衍射效应对激光进行频率调制；接着，经过第一楔形片以校正由第一声光调制器频移所导致的激光倾斜偏摆；继续通过第一光阑，在第一光阑处声光调制的一级布拉格衍射光被选择，其他级的布拉格衍射光和杂散光被隔离；接着经过第一线偏振片以特定的偏振方向传输至反射棱镜成为干涉光信号的一路输入，以同样的方式第二支路的光信号依次通过第二声光调制器、第二楔形片、第二光阑、第二线偏振片和压电快反镜，成为干涉光信号的另一路输入，之后输出的两个支路的光信号先经过第二分光棱镜发生干涉，再传输至四象限探测器，四象限探测器输出四路拍频电信号，锁相计输出四路相位信号，通过数据处理模块计算差分相位值，控制器用于根据数据处理模块输出的差分相位控制压电快反镜的偏转或平移。
10、通过数据处理模块执行数据处理：通过后处理减法，实现基于dws技术的两个光束未对准时的激光束夹角测量，以及倾斜传播模式下的光斑横向偏移测量。
11、本发明与现有技术相比的有益效果在于：
12、本发明分别单独研究了光束倾斜和横向偏移与dws差分相位的耦合关系，在此基础上，同时研究光束倾斜和横向偏移对dws差分相位的输出影响。得到在mrad级的光束倾斜和mm级的横向偏移的条件下，光束倾斜与光束横向偏移对dws差分相位的输出影响表现出叠加关系，因此提出后处理减法的寄生倾斜误差抑制方法。该方法不但能提高dws角度检测的灵敏度，而且提高dws技术的抗干扰能力，有助于将dws技术推广应用于光束未对准时的角度测量，以及光束倾斜时的横向偏移测量。
1.一种差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置，其特征在于，该装置包括：双频激光光源模块、光路干涉模块、以及精密测控模块，其中，
2.根据权利要求1所述的差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置，其特征在于，
6.一种差分相位中寄生倾斜误差的抑制方法，其特征在于，该方法由根据权利要求1-5中任一项所述的差分相位中寄生倾斜误差的抑制装置执行，该方法包括：
7.根据权利要求6所述的差分相位中寄生倾斜误差的抑制方法，其特征在于，
