技術(shù)特征：

1.一種利用飛秒激光測微振動的系統(tǒng)，其特征在于：包括微波原子鐘、光纖飛秒激光器、伺服控制設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、上位機以及光學(xué)測量組件；

所述微波原子鐘為微波頻率計數(shù)器提供基準(zhǔn)參考，即可實現(xiàn)對測量基準(zhǔn)的溯源；

所述光纖飛秒激光器將重復(fù)頻率和偏移頻率鎖定到微波原子鐘，從而為測微振動裝置提供高精度測量的穩(wěn)定性并向光學(xué)測量系統(tǒng)提供穩(wěn)定的光源；

所述伺服控制設(shè)備調(diào)整脈沖間隔，保證測量脈沖光與參考脈沖光產(chǎn)生的平衡互相關(guān)信號在測量過程中連續(xù)處于零值狀態(tài)；

所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括平衡探測器和微波頻率計數(shù)器；平衡探測器將光學(xué)測量系統(tǒng)輸出的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)差分放大，把該信號送入伺服控制設(shè)備；微波頻率計數(shù)器連續(xù)采集飛秒激光器的重復(fù)頻率，微波頻率計數(shù)器參考到銣原子鐘，從而實現(xiàn)對測量基準(zhǔn)的溯源；

其中，微波原子鐘通過刺刀螺母連接器連接飛秒激光器；數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過微波高頻連接器轉(zhuǎn)同軸電纜連接器連接伺服控制設(shè)備；數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過光纜連接上位機；

所述上位機為一臺式計算機，負(fù)責(zé)對通頻率計數(shù)器連續(xù)采集飛秒激光器的重復(fù)頻率進行處理、存儲以及顯示實時測得的飛秒激光振動幅值；

所述光學(xué)測量組件包括二分之一波片、一對四分之一波片、偏振分光鏡、參考反射鏡、待測振動面、兩對雙色鏡、雙折射晶體、一對凸透鏡、擴束準(zhǔn)直鏡以及倍頻晶體，分別通過夾持器件固定在光學(xué)平臺上；二分之一波片以及一對四分之一波片用來調(diào)節(jié)偏振光的偏振方向；偏振分光鏡用來將入射光分成兩束偏振垂直的參考光和測量光；參考反射鏡反射參考脈沖光；待測振動面為一振動臺，其具體功能為提供一個相對于參考位置的待測位移；兩對雙色鏡用來分離基頻光和倍頻光；雙折射晶體用于補償延時；一對凸透鏡用來匯聚光束；擴束準(zhǔn)直鏡用來減小飛秒激光光束的發(fā)散角；倍頻晶體用以實現(xiàn)倍頻功能；

工作原理為：

光纖飛秒激光器發(fā)出一束飛秒激光通過半波片，由偏振分光鏡分成兩束飛秒激光，一束飛秒激光經(jīng)參考反射鏡反射，此為參考脈沖光；另一束飛秒激光通過擴束準(zhǔn)直鏡被待側(cè)振動面反射，此為測量脈沖光；二分之一波片調(diào)節(jié)由偏振分光鏡分出參考脈沖光和測量脈沖光的強度比例；參考光路和測量光路上各有一個四分之波片，四分之一波片保證返回的參考脈沖光和測量脈沖光偏振態(tài)滿足偏振分光鏡的分光條件；返回的參考脈沖光和測量脈沖光合為一束，在倍頻晶體處發(fā)生倍頻效應(yīng)，經(jīng)分色鏡反射回的基頻光在晶體處再次倍頻；通過分色鏡的濾波，輸出兩束純凈的倍頻光；

使用平衡探測器探測兩束倍頻光信號，利用高速數(shù)據(jù)采集卡采集平衡探測器輸出的電信號并將該信號送入伺服控制設(shè)備；通過反饋控制，伺服控制設(shè)備控制光纖飛秒激光器來改變脈沖間隔距離，使平衡探測器輸出信號為0，此時鎖定設(shè)備鎖定信號，讀取重復(fù)頻率值；然后將兩次得到的重復(fù)頻率值送入到上位機，從而實現(xiàn)實時測量振動幅值。

2.如權(quán)利要求1所述的一種利用飛秒激光測微振動的系統(tǒng)的測微振動方法，其特征在于，具體步驟為：

首先，飛秒激光器發(fā)出一束飛秒激光通過半波片和偏振分光鏡，調(diào)整該半波片的角度來調(diào)節(jié)該飛秒激光的偏振態(tài)，從而調(diào)節(jié)偏振分光鏡分成的兩束光的強度比例；由偏振分光鏡分成兩束光，一束光經(jīng)參考反射鏡反射，此為參考脈沖光；另一束光通過擴束準(zhǔn)直鏡后被待側(cè)面反射，此為測量脈沖光；調(diào)整參考光路和測量光路上的四分之一波片的角度，使被反射回來的參考脈沖光和測量脈沖光以最大強度再次通過偏振分光鏡，并合為一束光；該合束光通過倍頻晶體發(fā)生倍頻效應(yīng)，產(chǎn)生一種光頻為基頻光二倍的光；經(jīng)分色鏡濾出該倍頻光，并將基頻光原路反射，在晶體處再次倍頻，通過分色鏡的濾波，又得到一束倍頻光；使用平衡探測器探測兩束倍頻光信號，將光信號 轉(zhuǎn)換為電壓信號，該信號表達式為：

其中I₁₀、I₂₀分別為通過晶體前后的基頻光強，L為倍頻晶體的長度，T₁、T₂分別為參考脈沖和測量脈沖的脈沖寬度，Δt為參考脈沖與測量脈沖在晶體中固定時間延遲，τ為參考脈沖與測量脈沖進入晶體前的時間延遲；測量脈沖相對參考脈沖的時間延遲決定平衡互相關(guān)信號的大??；

其次，利用高速數(shù)據(jù)采集卡采集平衡探測器輸出的電壓信號，將該信號送入伺服控制設(shè)備，通過反饋控制，伺服控制設(shè)備控制光纖飛秒激光器即脈沖間隔距離；測量脈沖光將待測物體的振動反映為其與參考脈沖光的時間延遲，而測量脈沖光相對參考脈沖光的位移可以根據(jù)脈沖間隔的改變計算得出；通過頻率計數(shù)器連續(xù)采集飛秒激光器的重復(fù)頻率，上位機可實時測得振動幅值為：

其中，n為空氣折射率，c為光速，f₁、f₂分別為兩次鎖定時飛秒激光器脈沖重復(fù)頻率，L1為靜止時待測振動面到參考位置的距離，L2為振動時待測振動面到參考位置的距離，二者之差即為振動幅值；由此即完成了對待測振動面的微振動測試。