CN103837077A - 一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***，其特征在于：第一飞秒激光频率梳发出光脉冲到第一分光镜经其反射的光脉冲发射到第一角反射镜，经第一角反射镜反射的光脉冲又经第一分光镜透射到第二分光镜；经第一分光镜透射的光脉冲发射到第二角反射镜经其反射后又经第一分光镜反射到第二分光镜；第二飞秒激光频率梳发出光脉冲到第二分光镜并经其透射的光脉冲与经迈克尔逊干涉***出射的光脉冲进行混合发射到第三分光镜经其透射的光脉冲经第一窄带带通滤波器后被第一光电探测器探测接收，经其反射的光脉冲经第二窄带带通滤波器后被第二光电探测器探测接收；第一光电探测器和第二光电探测器连接到A/D转换器，A/D转换器通过相应数据接口连接到信号处理单元将接收的信号进行处理得到所需的测量距离值。

Description

一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***

技术领域

本发明涉及一种激光距离测量***，特别是关于一种适用于绝对距离测量的双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***。

背景技术

传统的激光干涉测量是一种增量式的距离测量方式，存在二分之一波长的非模糊距离。当被测距离大于非模糊距离时，需要在基线和目标物体之间架设导轨，测量过程中目标物体需要沿导轨作连续运动进而完成条纹计数，实现较大范围的距离测量。激光绝对距离测量（无导轨距离测量）是一种直接测量基线到目标物体之间距离的方法，相对于前者具有适用范围广、操作简单等优点，因此其在工业和航天领域具有很强的应用需求和前景，一方面在高速铁路、大型飞机、核电与风电等大型机械装备***中，对高精度大尺寸的几何量进行精确测量；另一方面为实现高精度卫星编队，也需要大量程、高精度的绝对距离测量技术作为保障。近年来，飞秒激光频率梳的出现给激光绝对距离测量带来了革命性的突破。

飞秒激光频率梳是指将飞秒脉冲激光器的重复频率(f_rep，简称重频)和相位偏移频率（f_ceo）与频率基准源锁定后的装置，它发出的激光在时域上由一系列等间隔的超短激光脉冲(脉宽为若干飞秒)组成，对应频域上存在一系列等间隔的离散光谱线，相邻光谱线的频率间隔等于飞秒激光器的重频，这些光谱线覆盖的光谱范围为数十纳米。在现有的飞秒激光频率梳测距***中，较为常用的是美国标准计量局（NIST）提出的采用两个具有微小重频差的飞秒激光频率梳构建的测距***，将其中一个飞秒激光频率梳的脉冲用于参考和测量，另一个飞秒激光频率梳的脉冲用于采样。在测量过程中，采样脉冲和参考脉冲及测量脉冲发生周期性的交叠，再从交叠的信号中提取出距离信息。这种测量方法分为粗测和精测两步：粗测是通过从交叠脉冲信号中提取的飞秒脉冲飞行时间信息所得到，一般能实现几个微米的测量精度；而精测则是通过对多次粗测的结果进行平均，将精度提高到四分之一波长以内，从而确定干涉条纹的整数级次（俗称干涉相位的“大数”），再根据提取的干涉相位对被测距离进行精化，实现高精度测量。这种方法的问题在于仅仅粗测时能够实现很高的测量速度但是精度不够高，而在粗测向精测过渡时需通过多次粗测取平均的方法进行，大大降低了距离测量的速度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***，其是利用双波长形成的合成波长作为桥梁，将双飞秒激光频率梳的粗测和干涉相位直接衔接起来，即实现了粗测向精测的直接过渡，从而避免多次测量平均，实现快速高精度测量。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***，其特征在于：它包括第一飞秒激光频率梳、第二飞秒激光频率梳、迈克尔逊干涉***、第二分光镜、第三分光镜、第一窄带带通滤波器、第二窄带带通滤波器、第一光电探测器、第二光电探测器、A/D转换器和信号处理单元；其中，所述迈克尔逊干涉***包括第一分光镜、第一角反射镜和第二角反射镜；所述第一飞秒激光频率梳作为测量信号源，发出光脉冲到所述第一分光镜，经所述第一分光镜反射的光脉冲发射到所述第一角反射镜，经所述第一角反射镜反射的光脉冲又经所述第一分光镜透射到所述第二分光镜；经所述第一分光镜透射的光脉冲发射到所述第二角反射镜，经所述第二角反射镜反射后又经所述第一分光镜反射到所述第二分光镜；所述第二飞秒激光频率梳作为本机振荡信号源，发出光脉冲到所述第二分光镜，经所述第二分光镜透射的光脉冲与经所述迈克尔逊干涉***出射的光脉冲进行混合，混合光脉冲发射到所述第三分光镜；经所述第三分光镜透射的光脉冲经所述第一窄带带通滤波器后被所述第一光电探测器探测接收；经所述第三分光镜反射的光脉冲经所述第二窄带带通滤波器后被所述第二光电探测器探测接收；所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别连接到所述A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端通过相应数据接口连接到所述信号处理单元将接收的信号进行处理得到所需的测量距离值。

所述第一飞秒激光频率梳和第二飞秒激光频率梳的光谱分布必须具有较大的宽度，且必须有比较大的重叠区域，此重叠区域占二者本身光谱宽度的一半以上。

所述第一窄带带通滤波器和第二窄带带通滤波器的中心波长分别为λ₁和λ₂，λ₁和λ₂必须在所述较大重叠区域内，且λ₁和λ₂的选取需要同时满足以下两个条件：1）根据粗测精度选取，使得粗测精度优于λ_S/4，λ_s=λ₁λ₂/(λ₂-λ₁)，为λ₁和λ₂的合成波波长；2）根据干涉相位测量精度θ选取，使得通过合成波λ_S测距的精度要优于λ₁/4或λ₂/4，其中，合成波λ_S测距的精度为λ_s/2﹒(θ/360)。

所述第一窄带带通滤波器和第二窄带带通滤波器均采用光纤布拉格光栅。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过两个窄带带通滤波器对两个飞秒激光频率梳的中心波长进行选择，因此经过两个窄带带通滤波器之后，飞秒光脉冲在时域上展宽，采样脉冲对参考和测量脉冲进行采样时会增加采样的点数，提高信号质量；另外，通过设置不同的窄带带通滤波器的中心波长，可以得到合适的合成波作为桥梁，实现粗测到精测的直接过渡（无需平均）。2、本发明利用双波长形成的合成波长作为桥梁，将双飞秒激光频率梳的粗测和干涉相位直接衔接起来，即实现了粗测向精测的直接过渡，从而避免多次测量平均，通过本发明实施例可知，采用本发明在不牺牲测量速度的条件下，直接将粗测（几微米的精度）过渡到精测（纳米级的精度），有效保证了高测量速度和高测量精度。本发明可以广泛应用于激光绝对距离测量中。

附图说明

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

图1是本发明双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***的光路示意图；

图2是本发明的光脉冲示意图，黑色为第一飞秒激光频率梳FLFC₁发出的光脉冲，灰色为第二飞秒激光频率梳FLFC₂发出的光脉冲；

图3是本发明归一化光谱强度示意图，其中，（a）为第一飞秒激光频率梳FLFC₁的光谱分布，（b）是第二飞秒激光频率梳FLFC₂的光谱分布，（c）是经第一窄带带通滤波器BPF₁后中心波长为λ₁的窄带光谱，（d）是经第二窄带带通滤波器BPF₂后中心波长为λ₂的窄带光谱；

图4是本发明的光脉冲混合示意图，上一行中细实线空心条块表示经第一角反射镜CR₁返回的光脉冲，粗实线实心条块表示经第二角反射镜CR₂返回的光脉冲，下一行的粗实线空心条块表示第二飞秒激光频率梳FLFC₂发出的光脉冲，虚线框表示光脉冲重叠位置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明的双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***包括第一飞秒激光频率梳FLFC₁、第二飞秒激光频率梳FLFC₂、迈克尔逊干涉***、第二分光镜BS₂、第三分光镜BS₃、第一窄带带通滤波器BPF₁、第二窄带带通滤波器BPF₂、第一光电探测器PD₁、第二光电探测器PD₂、A/D转换器1和信号处理单元2；其中，迈克尔逊干涉***包括第一分光镜BS₁、第一角反射镜CR₁和第二角反射镜CR₂；

第一飞秒激光频率梳FLFC₁作为测量信号源，发出光脉冲到迈克尔逊干涉***的第一分光镜BS₁，经第一分光镜BS₁反射的光脉冲发射到第一角反射镜CR₁，经第一角反射镜CR₁反射的光脉冲又经第一分光镜BS₁透射到第二分光镜BS₂；经第一分光镜BS₁透射的光脉冲发射到第二角反射镜CR₂,经第二角反射镜CR₂反射后又经第一分光镜BS₁反射到第二分光镜BS₂；第二飞秒激光频率梳FLFC₂作为本机振荡信号源，发出光脉冲到第二分光镜BS₂，经第二分光镜BS₂透射的光脉冲与经迈克尔逊干涉***出射的光脉冲进行混合，混合光脉冲发射到第三分光镜BS₃；经第三分光镜BS₃透射的光脉冲经过第一窄带带通滤波器BPF₁后被第一光电探测器PD₁探测接收；经第三分光镜BS₃反射的光脉冲经过第二窄带带通滤波器BPF₂后被第二光电探测器PD₂探测接收。第一光电探测器PD₁和第二光电探测器PD₂的输出端分别连接到A/D转换器1的输入端，A/D转换器1的输出端通过相应数据接口连接到信号处理单元2将接收的信号进行处理得到所需的测量距离值L。

在一个优选的实施例中，第一飞秒激光频率梳FLFC₁和第二飞秒激光频率梳FLFC₂分别可以将现有的商用光纤飞秒激光器的重频和相位偏移频率锁定到原子钟来实现，也可以直接采用现有的商用飞秒激光频率梳，两者的重频在数十MHz或百MHz量级。两个飞秒激光频率梳具有微小重频差，它们在时域上的重复周期(重频的倒数)分别记为T_r1和T_r2，重复周期差记为ΔT_r（如图2所示），两个飞秒激光频率梳重频差的设置应满足ΔT_r小于两飞秒激光频率脉冲时域宽度。

在一个优选的实施例中，如图3（a）和（b）所示，第一飞秒激光频率梳FLFC₁和第二飞秒激光频率梳FLFC₂的光谱分布必须具有较大的宽度（通常选取为20nm以上，现有的商用飞秒激光频率梳都能达到），且必须有比较大的重叠区域（重叠区域占二者本身光谱宽度的一半以上即可，这样使窄带带通滤波器的中心波长的选择才有较大的余地），第一窄带带通滤波器BPF₁和第二窄带带通滤波器BPF₂的中心波长分别为λ₁和λ₂，光脉冲经过这两个窄带带通滤波器之后的光谱分布如图3中(c)和(d)所示，λ₁和λ₂必须在上述较大的重叠区域内，且λ₁和λ₂的选取应同时满足两个条件：1）根据粗测精度（一般几微米）选取，使得粗测精度优于λ_S/4，其中，λ_s=λ₁λ₂/(λ₂-λ₁)，为λ₁和λ₂的合成波波长；2）根据干涉相位测量精度θ（一般优于0.5°）选取，使得通过合成波λ_S测距的精度（λ_s/2﹒(θ/360)）要优于λ₁/4或λ₂/4。只有同时满足上述两个条件才能够保证粗测时将合成波干涉对应的“大数”（干涉条纹整数级次）定准，以及根据合成波测距的结果将单波长干涉对应的“大数”定准。

在一个优选的实施例中，两个窄带带通滤波器均可以采用光纤布拉格光栅，选择窄带带通滤波器的作用有两点：一是经过窄带带通滤波器之后，飞秒脉冲在时域上会展宽，这次采样脉冲对参考和测量脉冲进行采样时会增加采样的点数，提高信号质量；二是通过设置不同的窄带带通滤波器的中心波长，可以得到合适的合成波作为桥梁，实现粗测到精测的直接过渡（无需平均）。

下面通过具体实施例进一步说明本发明的激光测距***的具体测量原理：

如图1～4所示，本发明将第一角反射镜CR₁关于第一分光镜BS₁的镜面对称位置定义为基线BL（图1中点划线所示），第二角反射镜CR₂到基线BL的距离L即为测量距离值。当L大于零时，从第一角反射镜CR₁和第二角反射镜CR₂返回的光脉冲存在一定时间间隔τ，同时将经第一角反射镜CR₁返回的光脉冲定义为参考臂光脉冲（如图4所示的细实线空心条块），将经第二角反射镜CR₂返回的光脉冲定义为测量臂光脉冲（如图4所示的粗实线实心条块），将经第二飞秒激光频率梳FLFC₂发出的光脉冲定义为本机振荡光脉冲（如图4所示的粗实线空心条块）。

经迈克尔逊干涉***出射的参考臂光脉冲和测量臂光脉冲与经第二分光镜BS₂透射的本机振荡光脉冲发生混合，由于两个飞秒激光频率梳重频差的存在，本机振荡光脉冲中的各个光脉冲与参考臂光脉冲中的各个脉冲和测量臂光脉冲中的各个脉冲都会分别经历从分离到逐渐靠近，然后叠加，再逐渐远离的过程，而且每经过一段T_update＝T_r1T_r2ΔT_r的时间，上述过程会重复一次，并且被第一光电探测器PD₁和第二光电探测器PD₂探测。第一飞秒激光频率梳FLFC₁的脉冲空间间隔可表示成T_r1c，c脉冲在空气中的光速，第二飞秒激光频率梳FLFC₂的脉冲空间间隔为T_r2c，为了后续数据处理的方便，本发明在计算时令R_A1=T_r1c/2，R_A2=T_r2c/2。

当测量距离L小于R_A1时，从第二角反射镜CR₂返回的光脉冲会在第一角反射镜CR₁返回的下一个脉冲之前到达第一分光镜BS₁，不会发生脉冲错位，因此测量得到的距离L即为实际的距离值，当测量距离L大于R_A1时，从第二角反射镜CR₂返回的光脉冲可能会在第一角反射镜CR₁返回的下一个脉冲之后才到达，从而发生脉冲错位，则此时测量得到的距离L不是实际的距离值，需要累加上R_A1的整数倍才能够得到实际距离，下面对L的具体计算过程进行详细的说明：

1）当测量距离L小于R_A1时，本发明对测量距离L的信号处理过程如下：

如图4所示，在每一个T_update时间内，本机振荡光脉冲分别与参考臂光脉冲和测量臂光脉冲叠加了一次（如图4中的虚线框所示）。对于第一光电探测器PD₁探测到的信号而言，其中心波长为λ₁，对应的中心频率为ν₁。根据时域平移对应频域相移的定理可知，在这两个位置的叠加信号中，频率为ν₁₁光谱线的相位延迟（ν₁₁为中心频率ν₁附近的任意一根光谱线，其相位延迟即图4中(a)和(b)位置探测信号中的光谱线ν₁₁对应的相位差）Δφ₁₁(ν₁₁)与参考臂光脉冲和测量臂光脉冲时延τ之间的关系为：

Δφ₁₁(ν₁₁)=(2πτ)﹒ν₁₁   （1）

由公式（1）可以得到两次光脉冲重叠时光谱线的相位延迟与光谱线对应的频率成正比，信号处理单元2将接收到的(a)位置和(b)位置的干涉光信号进行傅里叶变换，并将两次脉冲重叠的相位频谱做差运算，得到不同光谱线的相位延迟，即得到一系列不同光频率和与之相对应的相位延迟（φ_1i，ν_1i），i表示光谱线的序号，然后将得到的若干对（φ_1i，ν_1i）进行直线拟合，得到拟合直线的斜率为b₁（b₁=2πτ），最终得到被测距离L为（时延τ对应了光在测量距离上的往返）：

L=cτ/2=b₁c/4π.（2）

为了进一步提高测量精度，可以利用干涉相位的信息。首先对于第一光电探测器PD1探测到的信号而言，干涉光脉冲的中心波长为λ₁，中心波长λ₁的对应的干涉相位Δφ₁，根据干涉原理，光脉冲中心波长λ₁在脉冲重叠的（a）和（b）位置的干涉相位差Δφ₁与被测距离L之间的关系为：

L=(Δφ₁/2π+m₁)﹒λ₁/2   （3）

式中，m₁是波长为λ₁的光干涉对应的整数级次(“大数”)，为非负整数。

由于Δφ₁可以根据公式（1）由(a)位置和(b)位置的干涉光信号进行傅里叶变换的相位再相减得到。因此如果能够准确得到m₁，则可以得到精确的距离L，但是通常要得到m₁，一般是通过公式（2）得到的粗测距离值去除以λ₁/2后四舍五入取整来求。为了保证计算取整时不产生偏差，则需要满足L的粗测精度优于λ₁/4的条件，这与激光干涉测量中精度逐级精化的准则是类似的。为了满足这个条件，现有比较常用的方法是进行多次粗测后取均值以提高粗测精度，直到平均后的精度达到优于λ₁/4的条件时再求取m₁，但是测量速度大大降低。

对于第二光电探测器PD₂探测到的信号而言，干涉光脉冲的中心波长为λ₂，中心波长λ₂的对应的干涉相位Δφ₂，根据干涉原理，光脉冲中心波长λ₂在脉冲重叠的（a）和（b）位置的干涉相位差Δφ₂与被测距离L之间的关系为：

L=(Δφ₂/2π+m₂)﹒λ₂/2   （4）

式中，m₂为波长为λ₂的光干涉对应的整数级次（“大数”），为非负整数。将公式（3）和公式（4）联立化简，即将公式(3)与λ₂相乘的结果减去公式(4)与λ₁相乘的结果后得到：

L=(Δφ_s/2π+m_s)﹒λ_s/2   （5）

式中，λ_s=λ₁λ₂/(λ₂-λ₁)，为λ₁和λ₂的合成波波长；Δφ_s=Δφ₁-Δφ₂，为合成波相位；m_s为合成波的整数级次(“大数”)，为非负整数。由于λ₁，λ₂，Δφ₁和Δφ₂均为已知，所以合成波波长λ_s和合成波相位Δφ_s均可计算得到，如果能够得到准确的m_s值，则可以通过合成波波长和相位通过公式（5）得到被测距离。本实施例中将公式(2)得到的L的粗测值代入公式（5）计算m_s，并对m_s进行四舍五入取整。为了保证计算得到的m_s是准确的，只需要满足L的粗测精度优于λ_s/4即可。在上文中提到λ₁和λ₂的选取时需满足这一条件，这是很容易做到的，下面举例说明：

以λ₁=1.555μm，λ₂=1.565μm为例，合成波波长λ_s=243.36μm。而现有的单次粗测L的精度一般是几微米，远远优于λ_s/4，因此足够保证得到准确的m_s，将m_s再代回到公式（5），并根据λ_s和Δφ_s则可以计算得到较为精确的距离L。以相位精度0.5度为例，此时得到的L的精度可达到λ_s/2﹒(0.5/360)=0.17μm，已经优于现有的测量精度λ₁/4。因此将此时较为精确的L值代入到公式(3)，计算得到m₁并四舍五入取整，则可得到准确的m₁值。再将m₁代回到公式(3)，并根据λ₁和Δφ₁则可以重新计算得到精确的L值。仍以相位精度0.5度为例，此时L的精度可达到λ₁/2﹒(0.5/360)=1.1nm。通过上述例子可以看到，通过本方法可以在不牺牲测量速度的条件下，直接将粗测（几微米的精度）过渡到精测（纳米级的精度）。

2）当测量距离L大于R_A1时，可以通过游标原理进行测量，具体方法为：

①当测量距离L大于R_A1时，假设测量臂光脉冲的第k个（k为任意正整数，表示脉冲序号）脉冲从第一分光镜BS₁传播到第二角反射镜CR₂再返回到第一分光镜BS₁的时段内，参考臂光脉冲的第k,k+1,……,k+m（m为正整数）个脉冲已经完成了由第一分光镜BS₁传播到第一角反射镜CR₁再返回到第一分光镜BS₁的过程，换而言之，如图4所示上一行所显示的参考臂光脉冲序列和测量臂光脉冲序列已经发生了m个周期的错位，每一个周期的错位对应的距离是R_A1，然而，采用上述第1）种情况的测量方法，无法将错位的周期数m统计出来，根据方法1）测量的时延对应的是参考臂光脉冲第k+m个脉冲和测量臂光脉冲第k个脉冲之间的时延信息，将此时测的距离记为D₁,则实际被测距离L可以写成L=mR_A1+D₁的形式，D₁<R_A1；

②通过本发明的测量方法1）测量得到距离值D₁；

③将本发明的激光测距***的第一飞秒激光频率梳FLFC₁和第二飞秒激光频率梳FLFC₂进行交换，即：第二飞秒激光频率梳FLFC₂作为测量信号源，第一飞秒激光频率梳FLFC₁作为本机振荡信号源，采用本发明的测量方法1）测量得到距离值D₂，D₂<R_A2；

④由于交换两个飞秒激光频率梳前后所测量的是同一个距离L，可以表示成如下形式：

L=mR_A1+D₁=mR_A2+D₂   （6）

式中，m的定义同上，为参考臂脉冲和测量臂脉冲之间的错位周期数，R_A1和R_A2均为已知数，由于R_A1和R_A2具有微小的差别，而这个差别会随着m值的不同体现在D₁和D₂的差别上。因此根据测得的D₁和D₂即可求出m，再将m代入公式（6），即可以计算得到实际的距离值L。

为了确保公式（6）两边R_A1和R_A2的系数m相同，则需满足L/R_A1取整与L/R_A2取整的结果相同，因此需要满足L<R_A1R_A1/(R_A1-R_A2)。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各光学元件可以采用常用的支架进行支撑固定，且光学元件的位置等都是可以有所变化的，只要满足本发明的光路传播条件即可，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (4)

1.一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***，其特征在于：它包括第一飞秒激光频率梳、第二飞秒激光频率梳、迈克尔逊干涉***、第二分光镜、第三分光镜、第一窄带带通滤波器、第二窄带带通滤波器、第一光电探测器、第二光电探测器、A/D转换器和信号处理单元；其中，所述迈克尔逊干涉***包括第一分光镜、第一角反射镜和第二角反射镜；

所述第一飞秒激光频率梳作为测量信号源，发出光脉冲到所述第一分光镜，经所述第一分光镜反射的光脉冲发射到所述第一角反射镜，经所述第一角反射镜反射的光脉冲又经所述第一分光镜透射到所述第二分光镜；经所述第一分光镜透射的光脉冲发射到所述第二角反射镜，经所述第二角反射镜反射后又经所述第一分光镜反射到所述第二分光镜；所述第二飞秒激光频率梳作为本机振荡信号源，发出光脉冲到所述第二分光镜，经所述第二分光镜透射的光脉冲与经所述迈克尔逊干涉***出射的光脉冲进行混合，混合光脉冲发射到所述第三分光镜；经所述第三分光镜透射的光脉冲经所述第一窄带带通滤波器后被所述第一光电探测器探测接收；经所述第三分光镜反射的光脉冲经所述第二窄带带通滤波器后被所述第二光电探测器探测接收；所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别连接到所述A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端通过相应数据接口连接到所述信号处理单元将接收的信号进行处理得到所需的测量距离值。

2.如权利要求1所述的一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***，其特征在于：所述第一飞秒激光频率梳和第二飞秒激光频率梳的光谱分布必须具有较大的宽度，且必须有比较大的重叠区域，此重叠区域占二者本身光谱宽度的一半以上。

3.如权利要求2所述的一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***，其特征在于：所述第一窄带带通滤波器和第二窄带带通滤波器的中心波长分别为λ₁和λ₂，λ₁和λ₂必须在所述较大重叠区域内，且λ₁和λ₂的选取需要同时满足以下两个条件：

1）根据粗测精度选取，使得粗测精度优于λ_S/4，λ_s=λ₁λ₂/(λ₂-λ₁)，为λ₁和λ₂的合成波波长；

2）根据干涉相位测量精度θ选取，使得通过合成波λ_S测距的精度要优于λ₁/4或λ₂/4，其中，合成波λ_S测距的精度为λ_s/2﹒(θ/360)。

4.如权利要求1或2或3所述的一种双飞秒激光频率梳合成波干涉测距***，其特征在于：所述第一窄带带通滤波器和第二窄带带通滤波器均采用光纤布拉格光栅。

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