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申请/专利权人：山西大学;山西禾光量子科技有限公司

摘要：本发明专利属于光学测量技术领域，具体涉及一种基于光学模式自动分离技术的小位移精密测量系统及方法。本发明利用数据采集单元从光束分析仪中捕获光斑图样数据，将捕获的图像数据转换为二维数组，并通过卷积神经网络对光斑的质心坐标进行精确拟合。接着，系统根据预设参数调整镜架，计算X轴和Y轴的位移量，利用强化学习算法实时调整电动镜架的角度，以优化干涉条纹的对比度，从而确保光路的对准精度。本发明通过精确调整合束器和第四反射镜的位置，实现HG10和HG01模式的有效分离。因此本发明能够自动分离不同的横模，并且能够快速、精确地对准光路。这大大提高了光学测量的效率和精度，使得系统在精密工程、科学研究等领域具有广泛的应用前景。

主权项：1.一种基于光学模式自动分离技术的小位移精密测量系统，包括有激光器（1），在所述激光器（1）的射出光路上依次设置有第一高反镜（4）、第一透镜（5）、第二透镜（6）、分束器（7），第一高反镜（4）将反射注入后的激光光束利用第一透镜（5）与第二透镜（6）透镜系统整形成平行光束，平行光束经所述分束器（7）分两路射出，在所述分束器（7）的其中一射出光路上设置有第二高反镜（8）、第三高反镜（10），在所述分束器（7）的其中一射出光路上设置有第四高反镜（11），两路平行光束经过反射后在合束器（12）上汇集并横模分离成两路射出，分离后的两路光束分别射入至第一光束分析仪（13）与第二光束分析仪（14）中，计算机（16）通过数据线分别与第一光束分析仪（13）、第二光束分析仪（14）相连接，形成干涉仪系统，其特征在于：所述第一高反镜（4）、第一透镜（5）、第二透镜（6）、分束器（7）、第二高反镜（8）及第三高反镜（10）分别置于普通镜架上，在第一高反镜（4）的背面粘接有第一压电陶瓷（3），在第二高反镜（8）的背面粘接有第二压电陶瓷（9），所述第一压电陶瓷（3）与第二压电陶瓷（9）在接收到信号发生器（2）输出的精确电压信号后会产生微小的机械形变和位移，第一高反镜（4）利用第一压电陶瓷（3）激发光束的模态产生HG10和HG01模式，第二高反镜（8）利用第二压电陶瓷（9）改变光束的相对相位ϕ，第四高反镜（11）与合束器（12）置于电动镜架之上，两个电动镜架通过数据线与驱动器（15）的信号输出端相连接，所述驱动器（15）的信号输入端通过数据线与计算机（16）相连接，计算机（16）接收和分析来自第一光束分析仪（13）和第二光束分析仪（14）的光斑图样数据，并通过卷积神经网络拟合出光斑的质心位置；驱动器（15）基于计算机提供的质心位置数据，利用强化学习算法实时驱动电动镜架来调整第四高反镜（11）和合束器（12）的角度，以优化干涉条纹的对比度和实现HG10和HG01模式的有效分离。

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