基于DDS的激光自混合干涉信号模拟发生器

激光自混合干涉技术是一种新型光干涉传感测量技术,可用于微位移、微振动、距离、形貌以及激光器线宽展宽因数等物理量的测量.在这些测量传感器研制开发过程中,若有一台激光自混合干涉信号模拟发生器,将会使处理电路的调试工作更加方便.以直接数字频率合成(DDS)技术为核心、ATmega32单片机为工具设计了一种激光自混合干涉信号模拟发生器,能够合成48种激光自混合干涉信号,合成频率能在50~1400 Hz之间调节,幅值在0.4~10 V区间内连续可调.此信号发生器为基于激光自混合干涉的传感器设计制作提供了基础.     

激光射击模拟器的光靶信噪比研究

现行激光射击模拟器在稍强的光背景下，接收光靶往往工作不正常．显示器出现误报．提高光靶信噪比，有效地拣出信号，成为激光射击模拟器推广应用的重要课题。该文在对激光射击模拟器接收光靶、激光信号以及噪声特性分析的基础上、针对现行激光射击模拟器存在的问题，提出将光栏滤波理论应用于激光射击模拟器中，采用干涉滤波和光栏滤波相结合等方法，提高了光靶的信噪比．     

衍射光栅外差干涉测量的研究

提出一种新的测量光栅运动的方法，它利用声光调制器产生两个频率的激光，将其中一个频率的光入射到光栅上，产生正负级衍射光，光栅的运动使衍射光实现多普频移，然后将衍射光与另一频率的光干涉，即可实现光栅运动的外差干涉测量，正负级衍射光的同时使可以消除光栅横移的影响。     

光纤激光器自混合干涉微位移测量研究

研究了光纤激光器自混合干涉效应测量微位移的方法.为提高自混合干涉的微位移传感测量精度,将正弦相位调制方法引入光纤激光器自混合干涉测量.光纤激光器外腔中使用相位调制器调制自混合干涉信号.采用四象限积分技术解调外腔相位得到位移测量结果,与高精度微位移平台位移参数对比,验证传感测量方法的可行性.位移测量精度远优于半个波长.此方法对全光纤高精度位移传感应用有重要意义.     

分布式布拉格反射光纤激光器自混合尾纤调制技术

激光自混合干涉技术是一种新型测量技术,其具有结构简单、紧凑、易准直等优点,因而广泛应用于振动测量领域.采用压电陶瓷尾纤调制技术,对分布式布拉格反射光纤激光器自混合干涉系统进行调制,最终实现了对外界物体振动信号的重构.重构结果表明,当外界振动物体峰峰值在λ/4到2λ范围时,重构振动信号的峰峰值误差低于0.3%.     

基于FPGA的激光自混合干涉信号高速数据处理系统设计

设计一种基于FPGA的激光自混合干涉信号高速实时数据处理系统。通过FPGA对激光自混合干涉信号进行采集、处理和显示,最后得到外部物体的位移。提出数据处理系统的硬件设计方案并结合信号处理方法进行软件实现,搭建激光自混合干涉实验平台进行验证。实验结果表明,该系统处理速度快、实验数据准确度高、系统稳定、具有较好的同步性和实时性,满足对激光自混合干涉信号高速实时处理的要求。     

高频振动外差激光干涉仪研究

光外差激光干涉测量技术具有非接触、超高灵敏度的优点,用于微小振动的测量有独特的优势。采用外差激光干涉技术,结合正交正弦逼近法,在国家高频基准振动台上实现了纳米级的振动位移和相位测量。     

基于激光自混合干涉法的微振动测量

激光自混合干涉法由于其测量精度高、光路简单、准直性好等优点,十分适合于微小振动的测量.然而在测量微振动时,由于被测目标振幅微小且大多情况下其表面反射系数很低,造成测量信号的幅值较小以及光反馈导致的信号波形倾斜不明显,给测量信号解调带来了很大难度.在自混合干涉光路中添加一个预反馈镜,构成带预反馈的干涉光路系统,可将测量信号增强2~4倍.同时,推导"基频-极值点判定算法"的频率幅值解调公式,建立了模型算法,实现自混合干涉信号的解调.理论分析和实验表明,频率测量的误差小于2.5%,振幅测量的误差小于5%.      

一个简便双波长运转脉冲可调谐染料激光器

本文介绍了一个运转在双波长的脉冲可调谐染料激光器的简便实验方案。置于腔内的低闪跃角光栅被反向运用。光栅产生的Ⅰ级和Ⅱ级衍射光被两个全反射镜反馈回染料池,染料由N_2激光器横向泵浦。转动两个全反射镜能同时调谐两个激光输出波长。对于若丹明6G,双波长激光输出的两条谱线的最大分离为250A左右。     

单色仪波长校准方法研究

本文从理论上解决的红外探测器相对光谱响应（单色仪）的溯源,利用激光器代替光源,产生单色光。根据单缝衍射和多光束干涉的原理可知,当光垂直入射到光栅面上时,则透过各狭缝的光线因衍射向各个方向传播,经会聚镜会聚后多光束发生干涉,并在其焦平面上形成一系列对称排列的明条纹,这些明条纹的波长以单色光的倍数递增,这样我们通过旋转光栅,就可以在输出端得到需要的波长。这样也解决了多个光源的问题,只要信噪比足够大,选择合适的激光器代替光源,就可以解决单色仪整个波段的溯源性。     

光反馈自混合干涉系统模型中的参数研究

在外腔简谐振动条件下,研究半导体激光器的光反馈自混合干涉系统模型中的测量参数.经计算仿真分析,得到了外腔运动参数及激光器本身参数的变化对光反馈自混合信号波形的影响规律.结论表明,利用光反馈自混合干涉效应可以进行多参数传感测量.     

基于无衍射光莫尔条纹的微小位移测量分析

利用He-Ne激光器发出的激光经准直扩束镜后通过轴锥镜,形成径向光强分布呈零阶贝塞尔函数形式的无衍射光,该无衍射光方向性好,在通过反射与折射时不易产生能量损失.然后,通过多次分光与反射得到两束无衍射光,并产生干涉形成莫尔条纹.最后,根据莫尔条纹产生的数目和中心点的位置变化得出位移量,建立莫尔条纹数量变化与微小位移间的数学模型,分析判断工作台产生的偏摆角、滚转角以及俯仰角的误差,并通过ZEMAX软件仿真验证该数学模型的正确性,实现高精度的微小位移测量.     

基于法布里-珀罗干涉的全光纤振动检测仪

在传统的振动测量中,激光监测装置只能测量电机的单个参数.为实现对轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动测量,建立了双通道独立测量系统.该系统可用于同时测量电机转轴的速度以及转轴产生的振动.该实验基于法布里-珀罗干涉、散斑干涉原理得到含有振动信号和速度信号的混合信号,将合成信号分解后,运用希尔伯特变换解调振动信号以及自...     

光学外差干涉法检测激光超声振动

激光超声振动是在纳米级别的微弱振动,受环境噪声的影响比较大,且使用传统方法所得到的探测信号强度太低,不利于检测,系统信噪比也比较低。针对这个问题,使用组合透镜对激光进行聚焦,提高探测信号强度,并设计具有较高灵敏度的双光路差分干涉系统,将参考信号与探测信号的强度差控制在理想范围内。实验结果表面,探测信号的强度可达到648m V,与传统方法相比有10倍左右的提升,解调出的振动信号失真度较小,信噪比可达115。该系统对位移的分辨率可达0.03 nm。     

光栅相移空间光桥接器研究

设计了适用于相干光接收系统的新型2×2的90°和180°空间光桥接器.其主要由4片光栅和可进行精密位置控制的移动器所组成,光栅衍射实现信号光和本振光的分光和合成,光栅的相对位移产生所需的相移.其具有体积小、重量轻和宽光谱使用的特点,和传统的2×2的90°空间光桥接器相比,更是具有不必损失50%能量的优点.     

二维光栅平面精密位移测量系统研究

文章利用二维衍射光栅作为测量基准进行平面微位移测量,采用偏振干涉的原理设计系统的光路。通过对干涉条纹的光电转换得到质量较好的正交信号,经对系统误差的补偿,把系统的测量结果与双频干涉仪进行对比,此系统可实现纳米级分辨率的二维平面测量。     

自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展

对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述.首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍,然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统.文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法,模跳测量法,合成波长测量法,拍频测量法,光回馈水平差异测量法,分区细分法.条纹计数法最易于实现,系统最简单,但分辨率低,一般为半个光波长.模跳测量法利用跳模原理进行测量,分为开环和闭环模跳测量法两类,所对应的分辨率分别为40和50 nm.合成波长测量法则利用双激光器同时回馈时两激光器光强条纹相位差异实现位移测量,测量速度和范围相对于传统单激光器相位测量法大大提高.拍频测量法利用光回馈引起激光器频率变化的现象对位移进行测量,系统的分辨率为5 nm.光回馈水平差异测量法巧妙运用透镜实现系统不同水平的光回馈,实现系统的分辨率为20 nm.分区细分法则利用双频激光器中两垂直偏振光光强曲线交叉变化的特点,对条纹交叉结果进行分区,能实现分辨率为八分之一光波长.文中同时对各种测量方法的原理进行了介绍,对各自系统的优缺点也进行了评述.     

高斯光束反馈下多重激光自混合干涉特性分析

多重激光自混合干涉是多重光反馈引起一次和二次反馈光引发二级干涉条纹的干涉现象。文中利用孔阑传输线的分析方法,将高斯光束在外腔中二次反射过程等效为光束依次穿过一系列同轴孔阑的传输过程。根据高斯光束在孔阑上的光强分布,将作为激光器的前端面作为边界条件,积分得到一次和二次反馈光强,推导高斯光束反馈下的多重激光自混合干涉公式,进一步模拟分析外腔长度与二级干涉条纹幅度的相互关系,并进行实验验证。结果表明减小外腔长度有助于增大二级干涉条纹幅度,增强多重激光自混合干涉。     

基于改进型振子差分的微弱正弦信号检测

在信息检测领域,微弱信号检测是目前的研究热点之一.为了检测更低信噪比下的纳伏级微弱正弦信号,综合考虑混沌系统检测信号的灵敏度和工作稳定性2方面,建立了改进型双振子差分检测模型.通过振子差分对相空间中的周期部分和共模噪声的抑制特性,利用差分波形图检测微弱正弦信号.仿真实验结果表明:改进型的差分振子可以更好地对微弱正弦信号进行检测,且该方法具有稳定性高、灵敏度高、直观、易于实现等优点.     

自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展

对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述．首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍，然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统．文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法，模跳测量法，合成波长测量法，拍频测量法，光回馈水平差异测量法，分区细分法．条纹计数法最易于实现，系统最简单，但分辨率低，一般为半个光波长．模跳测量法利用跳模原理进行测量，分为开环和闭环模跳测量法两类，所对应的分辨率分别为40和50nm．合成波长测量法则利用双激光器同时回馈时两激光器光强条纹相位差异实现位移测量，测量速度和范围相对于传统单激光器相位测量法大大提高．拍频测量法利用光回馈引起激光器频率变化的现象对位移进行测量，系统的分辨率为5nm．光回馈水平差异测量法巧妙运用透镜实现系统不同水平的光回馈，实现系统的分辨率为20nm．分区细分法则利用双频激光器中两垂直偏振光光强曲线交叉变化的特点，对条纹交叉结果进行分区，能实现分辨率为八分之一光波长．文中同时对各种测量方法的原理进行了介绍，对各自系统的优缺点也进行了评述．