CN109813227B - 基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法，该测量装置包括回馈外腔、激光器、位移单元和信号探测及处理单元。激光器包括腔镜反射镜、集成式反射镜和激光增益管，激光增益管设置于腔镜反射镜和集成式反射镜之间，集成式反射镜的中心位置处开设有激光透射部；集成式反射镜和回馈反射镜构成回馈外腔，集成式反射镜与回馈反射镜相对且间隔设置；集成式反射镜连接位移单元。上述测量装置及测量方法，在激光器中会发生激光腔调谐效应，产生多倍频条纹，同时在回馈外腔中会形成多重高阶回馈效应，在腔调谐效应产生的每一个多倍频条纹中再产生高倍频条纹，从而大大地提高了每个回馈光学条纹的测量分辨率，可达到亚纳米量级。

Description

基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及激光精密测量技术领域，特别是涉及一种基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法。

背景技术

激光回馈，又称激光自混合干涉，它是指在激光应用***中，激光器的出射光被外部物体反射或散射后，其中一部分光又反馈到激光谐振腔，与激光谐振腔内的光场进行自混合干涉，使激光器的输出功率或输出频率发生变化。由于回馈光携带了外部反射物体的运动信息，所以通过解调输出光的强度或频率就可以得到被测物体的振动、位移、速度或形貌等信息。在基于激光自混合干涉效应的测量***中，激光器不仅仅是测量***的光源，同时还是获取外部物体运动信息的传感元件，因此具有结构简单、易准直、性价比高等优点。

在传统的技术中，公开了一种非接触测微仪，综合利用频率***效应、激光自混合干涉等激光物理现象进行位移测量。然而该测量方法分辨率会产生较大误差，最终导致测量结果不准确。

发明内容

基于此，有必要针对上述测量结果不准确的问题，提供一种基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法。

一种基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置，所述位移测量装置包括激光器、回馈外腔、位移单元和信号探测及处理单元，所述激光器包括腔镜反射镜、集成式反射镜和激光增益管，所述激光增益管设置于所述腔镜反射镜和集成式反射镜之间；所述集成式反射镜和回馈反射镜构成回馈外腔，所述集成式反射镜与回馈反射镜相对且间隔设置；所述集成式反射镜的中心位置处设有激光透射部，激光器输出的激光通过所述激光透射部入射到所述回馈反射镜表面；所述集成式反射镜连接位移单元，所述位移单元能够推动集成式反射镜进行移动；信号探测及处理单元，能够用于接收激光器输出的激光回馈条纹并计算位移。

在其中一个实施例中，所述激光透射部与回馈反射镜相对的一侧镀有增透膜，且所述集成式反射镜与回馈反射镜相对的表面除激光透射部外的位置镀有第一回馈反射膜，所述回馈反射镜与集成式反射镜相对的表面镀有第二回馈反射膜。

在其中一个实施例中，所述腔镜反射镜靠近激光增益管的表面镀有第一腔镜反射膜，所述激光透射部与激光增益管相对的一侧镀有第二腔镜反射膜。

在其中一个实施例中，所述集成式反射镜与回馈反射镜为凹面镜，且所述集成式反射镜与所述回馈反射镜相面对的表面均为凹面。

在其中一个实施例中，所述激光透射部为贯穿所述集成式反射镜相对两个表面的通孔，所述通孔与所述激光增益管相对的一端封闭有第二腔镜反射膜，与所述回馈反射镜相对的表面封闭有增透膜。

在其中一个实施例中，所述位移单元包括位移台和与位移台连接的位移台控制器，所述位移台与所述集成式反射镜连接，用于推动集成式反射镜的移动。

在其中一个实施例中，所述信号探测及处理单元包括光电探测器、滤波放大电路、计数模块、频谱分析模块和显示模块，所述光电探测器用于接收所述激光器输出的激光回馈条纹的光强信号；所述光电探测器与所述滤波放大电路电连接，所述滤波放大电路用于对光强信号进行滤波、放大处理，得到探测信号；所述滤波放大电路与计数模块及频谱分析模块电连接以获得探测信号的参数值；所述计数模块与频谱分析模块同时与显示模块电连接以显示最终的探测结果。

在其中一个实施例中，所述探测信号的参数值包括振幅、位移值和振动频率。

一种利用上述实施例中任意一项所述的基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置测量位移的测量方法，所述测量方法包括：

所述位移单元驱动集成式反射镜进行移动；

所述激光器发射激光通过移动的集成式反射镜上的激光透射部入射到回馈外腔，在回馈外腔内经过多次反射后返回到激光器内，形成自混合干涉，得到激光回馈条纹；

所述信号探测及处理单元接收激光回馈条纹并计算位移。

在其中一个实施例中，所述信号探测及处理单元接收激光回馈条纹并计算位移包括:

所述信号探测及处理单元中的光电探测器接收所述激光器输出的激光回馈条纹的光强信号；

所述滤波放大电路将光强信号转换成数字信号，并对转换后的数字信号进行滤波、放大处理，得到探测信号；

所述计数模块将探测信号转换为方波信号，对方波信号进行计数，获得探测信号的振幅或位移值，所述频谱分析模块对探测信号进行频谱分析，获得探测信号的振动频率；

所述显示模块对所述探测信号的振幅、位移值或振动频率进行显示。

上述基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法，集成式反射镜是被测目标，它既可以作为激光器的另一个腔镜反射镜，也可以作为回馈外腔的另一个回馈反射镜。当集成式反射镜发生移动时，在激光器中会发生激光腔调谐效应，产生多倍频条纹。同时，在回馈外腔中会形成多重高阶回馈效应，在腔调谐效应产生的每一个多倍频条纹中再产生高倍频条纹，从而大大地提高了每个回馈光学条纹的测量分辨率，测量结果更精确，可达到亚纳米量级。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施例中基于半外腔激光腔调谐多重回馈位移测量装置结构示意图；

图2为另一实施例中基于全外腔激光腔调谐多重回馈位移测量装置结构示意图；

图3为L/l＝3,n＝4时的倍频条纹曲线；

图4为一实施例中基于激光腔调谐多重回馈测量位移的方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法进行更全面的描述。附图中给出了基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法的首选实施例。但是，基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置及测量方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1及图2，一个实施例提供了一种基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置10，该位移测量装置10包括激光器100、回馈外腔200、位移单元300和信号探测及处理单元400。其中，激光器100包括激光增益管102、腔镜反射镜104和集成式反射镜106，激光增益管102设置于腔镜反射镜104和集成式反射镜106之间，集成式反射镜106的中心位置处设有激光透射部108，激光器输出的激光通过激光透射部入射到回馈反射镜的表面。回馈外腔200包括该集成式反射镜106和回馈反射镜202，也即集成式反射镜106同时和该回馈反射镜202构成回馈外腔200，且集成式反射镜106与回馈反射镜202相对且间隔设置。集成式反射镜106连接位移单元300，位移单元300能够推动集成式反射镜106的移动。信号探测及处理单元400能够用于接收激光器100从腔镜反射镜104输出的激光回馈条纹并进行位移的计算。

具体地，上述激光增益管102具有相对的两端，一端设置有腔镜反射镜104，另一端与集成式反射镜106间隔设置，腔镜反射镜104与集成式反射镜106共同构成谐振腔，激光增益管102与谐振腔沿输出激光的轴线共轴设置。其中，激光增益管102内为增益介质，用于形成单频激光。可选地，激光器100的结构可以是半外腔结构，如图1所示；也可以是全外腔结构，如图2所示。另外，上述激光器100可为氦氖激光器、固体激光器、半导体激光器或者光纤激光器等等。在本实施例中，激光器100为氦氖激光器。可选地，集成式反射镜106与激光增益管102的间距为5～30mm，间距太小不便于集成式反射镜106的调节，间距太大会增大损耗，降低激光器100的输出功率。

进一步地，回馈反射镜202与集成式反射镜106间隔设置，两者间距可大于等于20毫米且小于等于200毫米，如30毫米，50毫米，70毫米或100毫米等等，两者共同组成回馈外腔200，两者之间距离太近会影响回馈腔的调节，距离太远会增大损耗，降低回馈光的耦合效率。即所述集成式反射镜106同时用作激光器100的谐振腔腔镜，同时用作回馈外腔200的回馈反射腔镜。激光器100发射的激光通过激光透射部108进入到回馈外腔200，在回馈外腔200内激光会进行多次反射，最后再从激光透射部108返回至激光器100内并形成自混合干涉，得到激光回馈条纹。信号探测及处理单元400用于接收激光器100输出的激光回馈条纹，并对激光回馈条纹进行滤波、放大处理，最终显示出测量结果。

集成式反射镜106的一端还连接位移单元300，在驱动电压的作用下，位移单元300可以推动集成式反射镜106沿输出激光的轴线方向进行移动。作为一种可选地实施方式，集成式反射镜106可以进行左、右方向的移动，当然不仅仅限于上述方向的移动，只要集成式反射镜106的移动方向是沿输出的激光轴线方向即可。

上述基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置，集成式反射镜是被测目标，它既可以作为激光器的另一个腔镜反射镜，也可以作为回馈外腔的另一个回馈反射镜。当集成式反射镜发生移动时，相当于激光器的另一个腔镜反射镜发生了移动，因此在激光器中会发生激光腔调谐效应，产生多倍频条纹。而且，当集成式反射镜进行移动时，也相当于回馈外腔的另一个回馈反射镜发生了移动，因此在回馈外腔中会形成多重高阶回馈效应，在腔调谐效应产生的每一个多倍频条纹中再产生高倍频条纹，从而大大地提高了每个回馈光学条纹的测量分辨率，可达到亚纳米量级。同时，基于该装置的测量结果不需要任何电子细分，可以溯源到激光波长，具有测量精度高的优点。

在其中一个实施例中，上述激光透射部108与回馈反射镜202相对的一侧镀有增透膜1082，且集成式反射镜106与回馈反射镜202相对的表面除激光透射部108外的位置镀有第一回馈反射膜1061，回馈反射镜202与集成式反射镜106相对的表面镀有第二回馈反射膜2021。

具体地，在激光透射部108与回馈反射镜202面对的表面镀有增透膜1082，可增强返回的激光的透射强度。另外，除激光透射部108之外，在集成式反射镜106靠近回馈反射镜202的表面上镀有第一回馈反射膜1061，反射率大于99％；在回馈反射镜202面对集成式反射镜106的表面上也镀有第二回馈反射膜2021，反射率大于99.9％，而回馈反射镜202的另一表面可不镀膜。上述反射膜可使激光在回馈外腔200内进行多次反射。

在另一个实施例中，激光透射部108与激光增益管102相对的一侧镀有第二腔镜反射膜1081，用于将穿过激励介质的粒子再次反射，使该粒子再次穿过激励介质。同时，腔镜反射镜104靠近激光增益管102的表面镀有第一腔镜反射膜1401。其中，腔镜反射镜104与激光透射部108的第二腔镜反射膜1081部分共同组成半外腔单模激光器，在激光器100的谐振腔的两端镀有反射膜，反射率大于99.4％，有利于单频激光的形成。另外，该激光透射部108也可为贯穿集成式反射镜108相对两个表面的通孔，两端分别封闭有所述增透膜和所述第二腔镜发射膜。

进一步地，上述腔镜反射镜104可为平面镜或者凹面镜，上述集成式反射镜106与回馈反射镜202均为凹面镜，且两个凹面相对，形成凹-凹回馈腔。在本实施例中，腔镜反射镜104为平面镜。集成式反射镜106与回馈反射镜202为凹面镜，两者形成凹凹折叠回馈外腔，可以避免激光反射到回馈外腔200的外部，并且凹凹折叠回馈外腔的腔长和回馈激光在凹凹折叠回馈外腔内的多次往返增加了回馈条纹的倍频数。

在一个实施例中，上述位移单元300包括位移台302和与位移台连接的位移台控制器304，位移台302与集成式反射镜106连接，用于推动集成式反射镜106的移动。具体地，位移台控制器304提供驱动电压推动位移台302移动，位移台302固定于集成式反射镜106的一端，以便在驱动电压的作用下，位移台302可以推动集成式反射镜106沿输出激光的轴线方向进行移动。

在其中一个实施例中，上述信号探测及处理单元400包括光电探测器402、滤波放大电路404、频谱分析模块406、计数模块408和显示模块410。光电探测器402用于接收激光器100输出的激光回馈条纹的光强信号。光电探测器402与滤波放大电路404电连接，滤波放大电路404用于对光强信号进行滤波、放大处理，得到探测信号。滤波放大电路404与计数模块408及频谱分析模块406电连接以获得探测信号的参数值，计数模块408与频谱分析模块406同时与显示模块410电连接以显示最终的探测结果。

进一步地，探测信号的参数值包括振幅、位移值和振动频率。其中，频谱分析模块406对探测信号进行频谱分析，获得探测信号的振动频率参数。计数模块408用于将探测信号转换为方波信号，对方波信号进行计数，获得方波信号的振幅或位移值。通过更精确的数据处理方式，进一步得到更准确的测量结果。

为了更详细地对本发明进行解释说明，进一步对测量方式进行阐述：

集成式反射镜106作为被测目标，它既可以作为激光器100的另一个腔镜反射镜，也可以作为回馈外腔200的另一个回馈反射镜。当被测目标移动时，相当于激光器100的另一个腔镜反射镜发生了移动，在光回馈的情况下，单频激光入射到回馈外腔200，并在回馈外腔200内多次往返后，再返回到激光器100的谐振腔内部形成自混合干涉。

其中，回馈条件下单模激光器的振荡条件为：

r₁r_effexp[(g-α)L]exp(iωτ_c)＝1 (1)

在(1)式中：r_eff代表等效腔反射系数，ω是光学角频率，τ_c＝2l/c是光束在谐振腔往返一周的时间，c是真空中的光速，l为激光谐振腔长，L为回馈外腔长，即集成式反射镜与回馈反射镜之间传输的距离。r_eff＝r₂[1+ζexp(iωτ)],其中

代表光回馈因子，τ＝2L/c是光束在回馈外腔往返一周的时间，r₁、r₂、r₃分别是第二腔镜反射膜1081、第一回馈反射膜1061和第二回馈反射膜2021的反射系数。在激光回馈条件下，激光阈值增益的变化为：

ΔG＝ζcos(ωτ) (2)

由于激光强度的变化比例于ΔG，所以在光回馈条件下，激光的输出强度可以表示为：

I＝I₀-ζcos(φ) (3)

其中，I₀是无光回馈时激光的输出强度，φ＝2πντ代表相位，ν为激光频率，τ＝2L/c为激光在回馈外腔往返一次的时间，L为回馈外腔长。

在激光谐振腔长度改变λ/2的一个正弦条纹周期内，由腔调谐引起的条纹波动频率，主要取决于回馈项的相位变化，即：

所以，一个周期内的条纹倍频数为：

N即是由激光腔调谐产生的条纹倍频数。

同时，当被测目标移动时，即回馈外腔的另一个回馈反射镜也发生了移动，回馈光在回馈外腔内往返n次后，才返回到激光器的谐振腔内，形成多重回馈效应。因此，由另一个回馈反射镜移动导致的位相(光程)变化同样会导致一个周期内条纹的波动频率。此时，式(3)应该改写为：

I＝I₀-ζcos(nφ) (6)

因此，当被测目标移动时，相当于激光器的另一个腔镜反射镜和回馈外腔的另一个回馈反射镜同时也发生了移动，所以一个周期内最终产生的条纹倍频数为：

每一个回馈条纹对应的位移分辨率为：

从式(8)可知，当激光器谐振腔的腔长一定时，回馈外腔的腔长和回馈激光在回馈外腔内的往返次数都会影响回馈条纹的倍频数。所以，通过增大回馈外腔腔长和增加回馈光在回馈外腔内的往返次数就能大大增加一个周期内的回馈条纹数，从而大大提高每一个回馈条纹对应的位移分辨率。在不加任何电细分技术的条件下，该发明的测量分辨率达到传统回馈方法的n(L/l+1)倍，比如，当L/l＝3,n＝4时，该测量方法的分辨率为λ/32，当L/l＝20,n＝30时，该测量方法的分辨率为λ/1260，而且该分辨率只与激光波长有关，还具有测量精度高的优点。

在测量过程中，被测目标固定在位移单元上，位移单元推动被测目标沿激光轴线往复运动，光电探测器得到的回馈信号，经滤波放大电路处理后的得到的激光回馈信号曲线如图3所示，其中曲线1表示传统的半波长条纹，曲线2表示只有腔调谐效应时(L/l＝3)产生的倍频条纹，曲线3表示在腔调谐效应与多重回馈效应同时作用下(L/l＝3,n＝4)产生的倍频条纹。对比曲线1，可以看出曲线3的条纹分辨率得到了明显提高，通过增加外内腔长比和回馈光在回馈外腔的往返次数，可以进一步提高光学条纹的分辨率。

在其中一个实施例中，请参阅图4，还提供了一种利用上述任意一项实施例的基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置的测量方法，该方法包括：

步骤302，位移单元驱动集成式反射镜进行移动。

具体地，位移单元可包括位移台和位移台控制器，位移台控制器提供驱动电压推动位移台移动，使得位移台可以推动集成式反射镜沿激光轴线的方向进行往复移动。

步骤304，激光器发射激光通过移动的集成式反射镜上的激光透射部入射到回馈外腔，在回馈外腔内经过多次反射后返回到激光器内，形成自混合干涉，得到激光回馈条纹。

具体地，单模激光器发射激光从激光透射部进入回馈外腔，由于集成式反射镜与回馈反射镜相对的表面镀有反射膜，所以激光在回馈外腔内会发生多次反射后，才又从激光透射部返回到激光器内，并在激光器内部形成自混合干涉，得到激光回馈条纹。

步骤306，信号探测及处理单元接收激光回馈条纹并计算位移。

具体地，激光回馈条纹入射到信号探测及处理单元，经过滤波、放大处理并进行分析，最终将测量结果进行显示，得到位移参数。

上述基于激光腔调谐多重回馈位移测量方法，集成式反射镜是被测目标，它既可以作为激光器的另一个腔镜反射镜，也可以作为回馈外腔的另一个回馈反射镜。当集成式反射镜发生移动时，相当于激光器的另一个腔镜反射镜发生了移动，因此在激光器中会发生激光腔调谐效应，产生多倍频条纹。而且，当集成式反射镜进行移动时，也相当于回馈外腔的另一个回馈反射镜发生了移动，因此在回馈外腔中会形成多重高阶回馈效应，在腔调谐效应产生的每一个多倍频条纹中再产生高倍频条纹，从而大大地提高了每个回馈光学条纹的测量分辨率，可达到亚纳米量级。同时，基于该装置的测量结果不需要任何电子细分，可以溯源到激光波长，具有测量精度高的优点。

在其中一个实施例中，涉及信号探测及处理单元进行位移计算的具体过程。在本实施例中，步骤306具体包括：信号探测及处理单元中的光电探测器接收激光器输出的激光回馈条纹的光强信号。滤波放大电路将光强信号转换为数字信号，并对转换后的光强信号进行滤波、放大处理，得到探测信号。计数模块将探测信号转换为方波信号，对方波信号进行计数，获得方波信号的振幅或位移值，频谱分析模块对探测信号进行频谱分析，获得探测信号的振动频率。显示模块对所述振幅、位移值或振动频率参数进行显示。通过更精确的数据处理方式，可以得到更准确的测量结果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置，其特征在于，所述位移测量装置包括激光器、回馈外腔、位移单元和信号探测及处理单元，所述激光器包括腔镜反射镜、集成式反射镜和激光增益管；

所述激光增益管设置于所述腔镜反射镜和集成式反射镜之间；

所述集成式反射镜和回馈反射镜构成回馈外腔，所述集成式反射镜与回馈反射镜相对且间隔设置；

所述集成式反射镜的中心位置处设有激光透射部，所述激光透射部与回馈反射镜相对的一侧镀有增透膜，且所述集成式反射镜与回馈反射镜相对的表面除激光透射部外的位置镀有第一回馈反射膜，所述回馈反射镜与集成式反射镜相对的表面镀有第二回馈反射膜，激光器输出的激光通过所述激光透射部入射到所述回馈反射镜表面；

所述腔镜反射镜靠近激光增益管的表面镀有第一腔镜反射膜，所述激光透射部与激光增益管相对的一侧镀有第二腔镜反射膜；

所述集成式反射镜连接位移单元，所述位移单元能够推动集成式反射镜进行往复移动；

信号探测及处理单元，能够用于接收激光器输出的激光回馈条纹并计算位移；

其中，当所述集成式反射镜进行往复移动时，在所述激光器中会发生激光腔调谐效应，产生多倍频条纹，并且在所述回馈外腔中会形成多重高阶回馈效应，使得在所述激光腔调谐效应产生的每一个多倍频条纹中再产生高倍频条纹。

2.根据权利要求1所述的基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置，其特征在于，所述集成式反射镜与回馈反射镜为凹面镜，且所述集成式反射镜与所述回馈反射镜相面对的表面均为凹面。

3.根据权利要求1所述的基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置，其特征在于，所述激光透射部为贯穿所述集成式反射镜相对两个表面的通孔，所述通孔与所述激光增益管相对的一端封闭有第二腔镜反射膜，与所述回馈反射镜相对的表面封闭有增透膜。

4.根据权利要求1所述的基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置，其特征在于，所述位移单元包括位移台和与位移台连接的位移台控制器，所述位移台与所述集成式反射镜连接，用于推动集成式反射镜的移动。

5.根据权利要求1所述的基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置，其特征在于，所述信号探测及处理单元包括光电探测器、滤波放大电路、计数模块、频谱分析模块和显示模块，所述光电探测器用于接收所述激光器输出的激光回馈条纹的光强信号；所述光电探测器与所述滤波放大电路电连接，所述滤波放大电路用于对光强信号进行滤波、放大处理，得到探测信号；所述滤波放大电路与计数模块及频谱分析模块电连接以获得探测信号的参数值；所述计数模块与频谱分析模块同时与显示模块电连接以显示最终的探测结果。

6.根据权利要求5所述的基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置，其特征在于，所述探测信号的参数值包括振幅、位移值和振动频率。

7.一种利用权利要求1～4任意一项所述的基于激光腔调谐多重回馈位移测量装置测量位移的测量方法，所述测量方法包括：

所述位移单元驱动集成式反射镜进行移动；

所述激光器发射激光通过移动的集成式反射镜上的激光透射部入射到回馈外腔，在回馈外腔内经过多次反射后返回到激光器内，形成自混合干涉，得到激光回馈条纹；

所述信号探测及处理单元接收激光回馈条纹并计算位移。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述信号探测及处理单元包括光电探测器和滤波放大电路。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述信号探测及处理单元还包括计数模块、频谱分析模块和显示模块。

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述信号探测及处理单元接收激光回馈条纹并计算位移包括：

所述光电探测器接收所述激光器输出的激光回馈条纹的光强信号；

所述滤波放大电路将光强信号转换成数字信号，并对转换后的数字信号进行滤波、放大处理，得到探测信号；

所述计数模块将探测信号转换为方波信号，对方波信号进行计数，获得探测信号的振幅或位移值，所述频谱分析模块对探测信号进行频谱分析，获得探测信号的振动频率；

所述显示模块对所述探测信号的振幅、位移值或振动频率进行显示。

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