基于平衡互相关单频调制电光频率梳的快速高精度测距技术

来自研究人员的光学测距技术突破：通过重复频率调制的飞秒电光频率梳（electro-optic comb）与平衡非线性互相关检测（balanced nonlinear cross-correlation），实现了500 ns内绝对距离测量和172 MHz刷新率的实时位移追踪，精度达5 nm（积分时间0.3 s），兼具超大无模糊范围和多目标探测能力，为结构健康监测、工业制造和卫星编队飞行等应用提供新方案。

　　

研究人员开发了一种基于飞行时间（time-of-flight）的光学测距技术，利用重复频率调制（repetition-frequency-modulated）的飞秒电光频率梳（femtosecond electro-optic comb）和平衡非线性互相关检测（balanced nonlinear cross-correlation）方法，实现了超快速、高精度的距离测量。目标距离被确定为梳状脉冲重复周期的整数倍，通过快速扫描梳状重复频率，可在500纳秒（ns）内完成绝对距离测量，并以单脉冲分辨率（对应172兆赫兹（MHz）刷新率）进行实时位移追踪。该系统最终达到5纳米（nm）的测距精度（积分时间为0.3秒）。该方法独特地整合了纳米级精度、兆赫级刷新率和理论上无限的无模糊范围，同时支持多目标探测，为结构健康监测（structural health monitoring）、工业制造和卫星编队飞行（satellite formation flying）等新兴应用提供了关键技术支撑。