摻鉺光纖激光自混合散斑與正交偏振散斑的傳感研究.pdf

1、激光自混合散斑干涉將傳統(tǒng)的散斑與激光自混合干涉相結(jié)合,是指激光照射到粗糙物體表面的光返回激光腔內(nèi),與腔內(nèi)光混合干涉,形成散斑外光學反饋效應。通過分析由激光器和被測物表面構成的外諧振腔產(chǎn)生的自混合散斑信號,可以確定物體的狀態(tài)。另外,在研究正交偏振散斑干涉的過程中,引入了參考光和信號光。信號光攜帶外界信息后返回激光器,再與參考光混合干涉。通過探測混合后的正交散斑信號,可以得到一些方向的信息。相對于傳統(tǒng)的散斑干涉,光纖激光傳感光路結(jié)構更簡單緊

2、湊、易調(diào)節(jié)；它是近年來發(fā)展起來的一種新型的散斑測量技術,且有望發(fā)展成為新一代有源傳感技術,和現(xiàn)在正發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)時代接軌。
　　 本文首先以摻鉺光纖激光器為研究對象,將環(huán)形摻鉺光纖激光自混合散斑系統(tǒng)應用在液體表面速度傳感,且從理論上推導了自混合散斑信號調(diào)制激光輸出的表達式。
　　 其次,在粗糙物體運動方向判斷方面,構建了正交偏振散斑傳感模型,理論上探討了該模型中的正交散斑信號,并用MATLAB進行數(shù)值模擬,得到正交偏振散斑

3、相位變化與物體運動方向的關系。將該系統(tǒng)全光纖化,構建了環(huán)形摻鉺光纖激光正交偏振散斑傳感實驗模型。
　　 最后,搭建了兩套實驗系統(tǒng)。運用其中一套,我們研究了液體表面速度傳感；在不同速度等級下采集自混合散斑信號得到數(shù)據(jù)；然后用三種方法對數(shù)據(jù)進行處理,得到液體表面運動速度與處理結(jié)果的線性關系,在此基礎上分析了它們的測量精度和可靠性。在第一套系統(tǒng)中加入偏振控制元件,從而能夠控制信號光和參考光的偏振態(tài),得到第二套實驗系統(tǒng)。偏振分量探測器探