相位法激光测距是利用在传输过程中，发射波相位会发生延迟，距离越远延迟越大。在应用中，使用微波信号作为调制波，激光作为载体，被调制的激光信号通过发射、传播、反射到接收，其相位信号里包含了距离信息，再由光电探测器接收、放大、滤波以及处理计算，最终将光的相位信息转换为距离
通过相位法测距的原理得知，其测量精度由鉴相技术的精度决定的。鉴相技术的好坏直接决定着相位法测距的精度。鉴相技术可以分为两大类：模拟鉴相和数字鉴相。顾名思义，模拟鉴相技术是利用模拟信号在乘法器上进行混频，再由滤波器将相位差值外的其他信号滤除，得到相位差信息。这个方法的增益会收到信号幅度的变化所影响，不适合测距系统中对信号强度不可预知的情况。数字鉴相技术是使两个待测信号转化成数字信号，通过比较脉冲序列的前沿或者后沿来比较相位信息，不仅可以鉴相还可以鉴频。模拟鉴相技术并不适合于高频信号，在高频段信号时，往往需要将信号转化为低频，再由模拟鉴相来完成，此法增加了系统复杂度，噪声并没有得到优化，不利于精度测量。在只是用单一调制频率测试系统中，无论模拟鉴相还是数字鉴相都无法实现绝对距离测量，测试范围受到了模糊距离的限制。为了解决这个问题，提出了采用多个波长的调制信号进行测量，使得在保证比较大的测试范围内也能获得较高的精度。但是系统的复杂度、成本等也会相应地增加。
二次偏振调制测距系统的光学结构与电路结构分别进行了原理介绍。在光学部分，首先详细介绍了偏振调制原理与电光相位调制器的结构，并且在光学结构中对光的偏振态进行了逐步的公式推导，得出了具有待测距离信息的光强信号与微波调制频率的关系。在外部电路部分，则详细介绍了光电探测器与跨阻放大器，利用光电探测器的特性与原理，将具有距离信息的光强信号先转化为电流小信号，再由前置放大将小电流转化为模数转化器需要的电压范围。逐步推导了如何将光强信号转化为电压信号，并在微处理器中计算得出了测量精度与调制频率的关系。 |