新型激光多普勒測(cè)振干涉儀的研究.pdf

1、隨著社會(huì)生產(chǎn)領(lǐng)域和科學(xué)研究領(lǐng)域的發(fā)展,人們對(duì)振動(dòng)測(cè)量的需求不斷提高,特別是國(guó)防、航空航天、地震檢測(cè)等部門需要對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行精確的測(cè)量和研究。多數(shù)應(yīng)用都需要進(jìn)行非接觸式測(cè)量,激光多普勒振動(dòng)測(cè)量技術(shù)是一種非接觸式振動(dòng)測(cè)量技術(shù),它具有精度高、測(cè)點(diǎn)小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),在眾多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　激光多普勒測(cè)振技術(shù)多采用干涉方法解調(diào)多普勒頻移信息。因此,研究新型的激光干涉儀,使振動(dòng)的測(cè)量具有更高的信噪比,更簡(jiǎn)便的解調(diào)方法以及更簡(jiǎn)單

2、的干涉光路結(jié)構(gòu)就成為了熱點(diǎn)。本文基于實(shí)驗(yàn)室自制的波長(zhǎng)為1550nm的低噪聲單頻窄線寬全保偏光纖激光器,通過(guò)對(duì)干涉光路的改進(jìn),構(gòu)建了四路平衡干涉光路以及基于1/8波片的正交探測(cè)測(cè)振干涉儀,實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)位移信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量。
　　第一章闡述了激光干涉測(cè)量原理,介紹了幾種經(jīng)典的干涉儀,論述了激光測(cè)振的常用方法,多普勒技術(shù)的發(fā)展概況及激光測(cè)振技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),同時(shí)就本論文主要內(nèi)容作了概述,介紹了它的創(chuàng)新之處。
　　第二章詳細(xì)介紹了激光測(cè)振

3、傳感系統(tǒng)常用的幾種相位解調(diào)方法,對(duì)實(shí)驗(yàn)室激光振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)所用的相位檢測(cè)技術(shù)作了重點(diǎn)說(shuō)明,著重闡述了相位載波零差解調(diào)技術(shù)的原理及缺陷,并同反正切函數(shù)法進(jìn)行對(duì)比得知,反正切函數(shù)處理法解調(diào)結(jié)果不會(huì)受到光源功率波動(dòng)的影響,當(dāng)正交信號(hào)交流項(xiàng)幅度相等時(shí)可以準(zhǔn)確解調(diào)出振動(dòng)位移量。
　　第三章構(gòu)造了無(wú)需高頻載波調(diào)制的四路平衡測(cè)量系統(tǒng)。詳細(xì)分析了該方法的正交信號(hào)形成原理,并分析了與單路探測(cè)相比對(duì)光源強(qiáng)度噪聲的抑制,而后對(duì)干涉信號(hào)分別利用微分叉乘和反

4、正切函數(shù)法解調(diào),實(shí)驗(yàn)表明反正切函數(shù)法可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)位移量的準(zhǔn)確測(cè)量,解調(diào)結(jié)果不受光源功率波動(dòng)有關(guān)項(xiàng)的影響。
　　第四章在前幾章的基礎(chǔ)上,提出了一種新型的激光測(cè)振干涉儀:基于1/8波片的正交探測(cè)測(cè)振干涉儀。通過(guò)原理分析及實(shí)驗(yàn),證明了本傳感器能夠?qū)φ駝?dòng)信號(hào)的位移進(jìn)行精確測(cè)量,分辨率達(dá)到0.3nm。
　　本論文的創(chuàng)新性在于提出了四路平衡振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和基于1/8波片的正交探測(cè)測(cè)振干涉儀。兩者均利用光路實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的正交,無(wú)需PZT外加高