基于频移反馈激光器的测距：从微米级精度到兆赫级测量速率

我们报道了基于频移反馈(FSF)激光器的测距结果，包含两种不同实现：(1) 用于工业环境测量的掺镱光纤系统，精度约为 1 $\mu$m，可在米量级距离上实现，并有望达到优于 100 nm 的精度；(2) 用于高速率测量的半导体激光系统，精度为 2 mm @ 1 MHz 或 75 $\mu$m @ 1 kHz，精度极限为 $\geq$ 10 $\mu$m。两种实现中，距离信息均源自频率测量。因此该方法对环境光的有害影响不敏感。对于掺镱光纤系统，其关键特征是将可变频率 $\Omega$ 相位调制的单频激光注入 FSF 激光腔。探测器信号最大处的频率 $\Omega_{max}$ 给出距离。半导体 FSF 激光系统无需外部注入种子运行。此时关键特征是频率计数，其允许仅通过改变计数测量频率的时间间隔长度，便可在测量精度与速度间方便取舍。