Medición de distancia absoluta con rango y velocidad extendidos basada en interferometría de escaneo de frecuencia...

Área de la Ciencia:

• Metrología Óptica
• Ingeniería de Precisión

Sus antecedentes:

• La interferometría convencional de escaneo de frecuencia (FSI) enfrenta limitaciones de ancho de banda para mediciones de distancia de alta velocidad y largo alcance.
• Los sistemas FSI existentes a menudo requieren altas tasas de adquisición y complejos mecanismos de conmutación activa.

Objetivo del estudio:

• Introducir un novedoso sistema FSI integrado con una línea de retardo pasiva Fabry-Pérot (FP).
• Superar las limitaciones de ancho de banda en la metrología de distancia de alta velocidad y largo alcance.
• Permitir la estimación precisa del rango utilizando detectores y procesamiento de señales de bajo ancho de banda.

Principales métodos:

• El sistema utiliza múltiples retardos ópticos dentro de una sola cavidad FP para generar un peine de frecuencias de modulación.
• Una configuración de doble cavidad resuelve la ambigüedad del orden de retardo.
• Se empleó un láser VCSEL barrido con una frecuencia de repetición de 100 kHz y un ancho de banda de 100 nm.

Principales resultados:

• Se demostraron mediciones de rango absoluto de hasta 1,4 metros con una precisión de sub-3 ppm.
• Se logró una frecuencia de muestreo máxima más de 67 veces menor que los sistemas FSI convencionales para el mismo rango y frecuencia de repetición.
• Se mostró una reducción significativa en el esfuerzo computacional en comparación con la FSI tradicional.

Conclusiones:

• El sistema FSI desarrollado supera eficazmente las limitaciones de ancho de banda para la metrología de distancia.
• El sistema ofrece una solución rentable, compacta y escalable para entornos industriales dinámicos.
• Es compatible con componentes de fibra estándar, allanando el camino para aplicaciones de metrología en tiempo real.