大尺寸计量中双光梳测距现存的瓶颈问题

光源复杂且结构耦合
光源和绝对测距系统在结构上高度耦合，导致测量灵活性受限。目前双光梳异步光学采样绝对测距研究中绝大部分工作仍处于原理验证、方法创新和实验验证阶段，对于大尺寸测量场景并未对双光梳的光源结构、光学性能和测距光路等方面进行优化设计。由于双光梳的光学结构和电学锁定环路复杂，如果在光源系统上进行精简锁定环路，若无重复频率和重频差的监测电路[38, 56]，则同样会导致绝对测距精度遭受损失。因此需要研究光源系统优化设计方法和可分离的紧凑型异步光学采样测距光路结构，将光源与测距系统在结构上彻底剥离，在保证测距性能的基础上提升测量灵活性。

探测方案与精度优化
面向大尺寸测量应用的异步光学采样探测方法尚不明确。在双光梳异步光学采样绝对测距方法中，广泛采用线性探测[37, 41-42]和基于非线性晶体的强度探测方法完成异步光学采样脉冲的飞行时间解算[39, 45]，如图3（a）所示。其中线性探测分为时域的包络提取法和频域的干涉相位法，为了保证探测信号的质量需要将重复频率调节到最优区间[41-42, 56]；非线性探测则需要一定的光强产生脉冲的非线性效应，但是对脉冲的干涉探测中的信号调理要求不高。目前针对两种方法均有相应研究，但是大尺寸测量应用中需要结合实际情况选择合理方案。

混叠盲区与量程拓展
双光梳异步光学采样测距中存在混叠盲区和量程拓展问题。在双光梳异步光学采样绝对测距系统中探测脉冲分为测量脉冲和参考脉冲分别与本振脉冲发生干涉，当采用单路探测时，参考脉冲和测量脉冲恰好在时域上的同一时刻与本振脉冲相干则会产生混叠盲区，如图3（b）所示。为解决该问题，采用偏振正交光路可以使参考脉冲和测量脉冲在空间上分离，但是整个光路都需要偏振敏感设计导致光路复杂，需要一种更为简单的解决混叠盲区的方法[39]；此外由于存在脉冲重复间隔模糊范围的限制，双光梳测距量程受限，因此需要提出一种不改变光源参数进行测距量程拓展的方法。

空气折射率测量限制
空气参数同步采集与空气折射率补偿。在大尺寸绝对测距中空气参数变化导致的空气折射率变化对测量精度有着至关重要的影响。测量中广泛采用先验公式法进行空气折射率的补偿，但是空气参数测量传感器网络的全方位布置和采集参数的实时计算补偿仍然存在着较大的难度。采用双色法能够实现空气在线的实时空气折射率补偿，但是为了覆盖实现光学倍频程的激光波长所引入的激光倍频系统将会使得整个系统过于复杂。此外由于光波长放大因子的影响，对测距过程要求其载波相位稳定以提升光程测量精度，光路锁定系统更为复杂[53]。

面向大尺寸计量的应用拓展
局限于一维基线长度测量，缺乏多路拓展的空间应用。目前的双光梳绝对测距研究工作多面向大尺寸测量中一维基线长度的测量和标准干涉仪的比测，由于局限于空间多路拓展[59]和弱/漫反射目标探测[60]等限制，鲜有三维空间测量的相关研究。目前相关研究学者在大尺寸多边定位[61]和空间多自由度测量[62]等应用领域进行了一系列的先研探索，为发挥双光梳异步光学采样绝对测距在大尺寸测量中的明显优势，仍然需要在光路结构、测量原理和应用方法上进一步寻找明确的突破口。