量子电子学报

作者：刘天赐#,米江#,周笑阳,刘海,娄金伟,高涵宇,唐隆煌

单位：1 天津工业大学电子与信息工程学院光电检测技术与系统天津市重点实验室, 天津 300387; 2 中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所, 辽宁 沈阳 110015; 3 太行国家实验室, 四川 成都 610213

关键词：光学,光学频域干涉,光-微波映射,传感器设计,信号处理,绝对距离测量,

基金：国家重点研发计划 (2024YFF0619204), 国家自然科学基金 (U2241276)

本文提出了一种基于光-微波映射的大量程频域干涉测距方法。理论分析表明, 频域干涉信号可以通过光电转换从光学频域等周期映射到微波频域, 从而在微波频段以高分辨率进行采集, 克服了由于光谱测量分辨率较低带来的限制, 为拓展光学频域干涉测距的量程提供了可能。进一步进行了原理验证实验, 并在5 m范围内实现了精度为11.1 μm的绝对距离测量。与现有的光学频域干涉测距技术相比, 该方法在保持10 μm左右测距精度的同时, 测量量程拓展了约30倍。此外, 还研究了宽谱频域干涉信号快速高保真采样方法, 在5 m范围内随着采样时间逐渐增加到10 μs后, 测距标准差最终保持在200 μm以内。最后, 实验研究了该技术的公里量级测距能力, 结果表明该技术在公里量级仍能实现微秒时间内毫米量级的测距精度, 为高精度大量程光学频域干涉快速绝对距离测量提供了新的解决思路。

来源：2026年第2期

《量子电子学报》期刊编辑部

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