基于正交信號的激光干涉測振系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，隨著現(xiàn)代工業(yè)和生產(chǎn)生活的快速發(fā)展，激光微振動測量技術受到了人們廣泛的重視，尤其是在一些特定的研究領域，比如精密加工中的微納測量、建筑和工程設備的運行安全監(jiān)測、醫(yī)療中的心臟和牙齒的健康狀況診斷等方面，微振動的應用需求日益迫切，因此，高精度的微振動的測量有著重要的現(xiàn)實意義激光干涉技術在納米級振動測量中應用最為廣泛，隨著科學研究的方向不斷地向著微觀領域發(fā)展，人們對測量精度的要求也不斷提高。激光干涉正交信號的解調(diào)是實現(xiàn)高精度微振動測量的

2、關鍵技術之一，一直是激光干涉信號解調(diào)領域的重要研究課題?？煽康恼恍盘柦庹{(diào)技術可以提高激光干涉儀的測量精度。本文在實驗室搭建的基于1/8 波片的正交偏振激光干涉儀的基礎上，對正交干涉信號的相位解調(diào)技術做了進一步的研究,并利用反饋法平衡了由于環(huán)境擾動造成的頻率漂移，從而將待測信號中相位控制在[-π/2，π/2]內(nèi)，以實現(xiàn)利用反正切函數(shù)算法對信號進行解調(diào)。
　　 第一章闡述了激光振動測量技術和激光干涉正交信號解調(diào)技術的意義。

3、　　 第二章介紹了產(chǎn)生正交信號的幾種方法：相位載波零差解調(diào)法、雙光路正交探測法和基于1/8 波片的激光干涉正交探測法。說明相位載波零差法是通過電路實現(xiàn)兩路正交信號，雙光路正交探測法和基于1/8 波片的激光干涉正交探測法是通過光路直接得到兩路正交信號。通過對比分別說明了三種方法的優(yōu)缺點。
　　 第三章介紹了兩種激光干涉正交信號的解調(diào)方法：相位載波零差解調(diào)法和反正切函數(shù)法。分析了相位載波零差解調(diào)法容易受到所加載波調(diào)制量影響的缺點，

4、通過與反正切函數(shù)法比較得出,反正切函數(shù)具有原理簡單、能夠縮短信號處理時間、提高系統(tǒng)工作的實時性的優(yōu)點。
　　 第四章提出了激光干涉正交信號中直流分量影響的消除方法，在1/8 波片構(gòu)建的正交光路的基礎上，通過Matlab 軟件模擬證明了該方法的可行性，并得出了直流量的存在對解調(diào)結(jié)果影響的誤差百分比。實驗結(jié)果也證明了此方法可以完全的消除信號中的直流量，從而對振動信號的位移進行精確的測量。
　　 第五章實驗驗證了當環(huán)境擾動比較

5、大時，造成待測信號中相位ψ(t)+（φ1-φ2） 超過[-π/2，π/2]，無法利用反正切函數(shù)算法對信號進行解調(diào)，利用反饋法平衡了由于環(huán)境擾動造成的頻率漂移，從而將待測信號中相位ψ(t)+（φ1-φ2）控制在[-π/2，π/2]內(nèi)，進而利用反正切函數(shù)法將待測信號準確的解調(diào)出來。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于：
　　 首先，設計了求導算法將激光干涉正交信號中的直流分量消除，解決了信號中直流量的存在對解調(diào)結(jié)果造成影響的問題。