光纖激光自混合散斑測(cè)速實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、激光自混合散斑技術(shù)把傳統(tǒng)的散斑測(cè)量與激光自混合干涉相結(jié)合，將散斑現(xiàn)象引入自混合激光器，用隨機(jī)的散斑信號(hào)調(diào)制光強(qiáng)，形成自混合散斑干涉，是近年發(fā)展起來的一種新型的散斑測(cè)量技術(shù)。激光自混合散斑的理論模型來源于激光自混合干涉，它是指激光器的輸出光束入射在粗糙物體表面上，經(jīng)粗糙面反射和散射后，部分光返回到激光器的諧振腔內(nèi)。由于粗糙面各點(diǎn)的高度和反射率隨機(jī)變化，因此返回激光腔內(nèi)的反饋光，其相位和光強(qiáng)也會(huì)隨機(jī)變化，當(dāng)這部分反饋光與腔內(nèi)原光混合時(shí)，會(huì)把

2、腔內(nèi)光強(qiáng)調(diào)制成隨機(jī)的散斑信號(hào)，形成外光學(xué)反饋效應(yīng)，影響激光器輸出光波的頻率及強(qiáng)度變化。自混合散斑信號(hào)攜帶了反射物面的信息，分析由激光器與粗糙物面構(gòu)成的外諧振腔產(chǎn)生的自混合散斑信號(hào)，可以確定物體的一些狀態(tài)，如物面粗糙度、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向等。
　　 本文首先介紹了激光自混合散斑干涉的來源及發(fā)展過程，同時(shí)采用F-P腔分析法建立激光器自混合散斑干涉的理論模型，推導(dǎo)出粗糙表面反饋下激光動(dòng)力學(xué)的數(shù)值解，并考慮實(shí)際情況對(duì)數(shù)值解進(jìn)行修正，數(shù)值

3、模擬出自混合散斑信號(hào)。然后，以摻鉺光纖激光器為基礎(chǔ)，構(gòu)建光纖激光器自混合散斑測(cè)速系統(tǒng)，詳細(xì)說明了系統(tǒng)中光纖激光器的組建、靶面速度控制、信號(hào)的采集及處理等主要部分的實(shí)現(xiàn)和功能。接著，利用構(gòu)建好的系統(tǒng)完成自混合散斑測(cè)速實(shí)驗(yàn)，通過步進(jìn)電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)作為實(shí)驗(yàn)的測(cè)量對(duì)象，分別在不同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，對(duì)實(shí)驗(yàn)中采集到的散斑信號(hào)分別采用自相關(guān)、分形、平均頻率解調(diào)方法進(jìn)行分析處理，得到轉(zhuǎn)盤的測(cè)量速度，對(duì)比了真實(shí)速度與測(cè)量速度之間的誤差，同時(shí)實(shí)驗(yàn)研究