1.一种调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述装置包括激光器、平衡探测器模块、处理模块和调整模块,其中;
所述激光器,用于接收一外部输入电流,并输出当前检测光信号至所述平衡探测器模块;
所述平衡探测器模块,用于接收所述当前检测光信号并形成相干光,并输出差分电流信号至所述处理模块;
所述处理模块,用于根据获取的差分电流信号,计算所述相干光的频率和频谱,根据计算的所述相干光频率的非线性系数得到所述输入电流的函数关系式,输出一补偿电流信号至所述调整模块;
所述调整模块,用于对接收的补偿电流信号进行线性调整,输出三角波补偿电流信号反馈至所述激光器,用以对所述激光器的输入电流进行电流补偿。
2.如权利要求1所述的调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述平衡探测器模块包括分光器、延时光纤和平衡探测器,其中,所述当前检测光信号经所述分光器后,一路经所述延时光纤输入至所述平衡探测器的第一输入端,另一路直接输入至所述平衡探测器的第二输入端,所述平衡探测器将输入的两路光信号形成相干光,并输出差分电流信号至所述处理模块。
3.如权利要求2所述的调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述处理模块包括第一计算单元,根据所述平衡探测器形成的干涉光,计算所述干涉光的频率,所述频率的计算公式为式(1);
f=γnL/c (1);
其中,L为所述平衡探测器的臂长差,n为所述平衡探测器的折射率,γ为频率调制速率。
4.如权利要求3所述的调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述处理模块包括第二计算单元,根据所述激光器的电流与频率的关系,所述当前检测光的频率的函数关系式满足式(2);
ω=ω0+ω1I+ω2I2+ω3I3 (2);
其中,I为所述激光器的外部输入电流,ω0为所述激光器的开机频率,ω1、ω2、ω3为多项式的系数。
5.如权利要求4所述的调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述处理模块包括第三计算单元,所述激光器输出光频率与时间所满足的关系式为令 并根据所述频率与时间的关系式计算得到所述相干光的拍频的关系式为Aω1ΔT+2A2ω2ΔTt+3A3ω3ΔT(t2-ΔTt),其中,ΔT=nL/c,ΔT为两束相干光的时间差;
对所述相干光的拍频函数关系式做傅里叶变化后得到所述相干光的频谱和中心频率,并计算得到所述多项式系数ω1、ω2、ω3的值。
6.如权利要求5所述的调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述处理模块包括第四计算单元,根据所述计算得到的多项式系数,计算得到所述输入电流与时间的非线性函数关系式,并根据所述输入电流的非线性关系式,输出所述补偿电流信号。
7.如权利要求2所述的调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述装置还包括一测量模块,所述测量模块包括鉴频器、差分运放器和控制单元,其中,所述鉴频器的一输入端与所述平衡探测器与相连接,其另一输入端输入参考光信号,其输出端连接至所述差分运放器;
所述差分运放器的另一输入端输入参考三角波信号,其输出端与所述激光器相连接;
所述控制单元根据所述差分运放器输出的电流信号,拟合出所述激光器的电流与频率所述满足的多项式关系的系数。
8.如权利要求2所述的调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述调整模块包括加法器、积分器和翻转器,其中,所述加法器的一输入端连接至所述处理模块,另一输入端外接一直流偏置电流信号,所述加法器的输出端与所述积分器的输入端连接;
所述积分器的输出端与所述激光器的一输入端连接;
所述翻转器的一端与所述直流偏置电路信号连接,另一端与所述积分器的输出端相连接。
9.一种如权利要求1-8任一所述的调频连续波激光测距非线性校正装置的校正方法,其特征在于,所述方法包括:S1、激光器接收一外部输入电流,并输出当前检测光信号至平衡探测器模块;
S2、所述平衡探测器模块接收所述当前检测光信号并形成相干光,输出差分电流信号至处理模块;
S3、所述处理模块根据获取的差分电流信号,计算所述相干光的频率和频谱,根据计算的所述相干光频率的非线性系数得到所述输入电流的函数关系式,输出一补偿电流信号至所述调整模块;
S4、所述调整模块对接收的补偿电流信号进行线性调整,输出三角波补偿电流信号反馈至所述激光器,用以对所述激光器的输入电流进行电流补偿。
10.如权利要求9所述的调频连续波激光测距非线性校正方法,其特征在于,所述步骤S3包括:根据所述平衡探测器形成的相干光,计算所述相干光的频率;
根据所述激光器的电流与频率所述满足的多项式关系,以及所述激光器的输出光的频率满足线性关系式,计算得到所述相干光的拍频函数关系式;
对所述相干光的拍频函数关系式做傅里叶变化后得到所述相干光的频谱和中心频率,并计算得到所述多项式关系的系数;
根据所述计算得到的多项式系数,计算得到所述输入电流与时间的非线性函数关系式,并根据所述输入电流的非线性关系式,输出所述补偿电流信号。