外差
- 用于星間激光干涉測(cè)量的分頻相位計(jì)輔助弱光鎖相*
,通過鎖相環(huán)跟蹤外差干涉光信號(hào)相位.受散粒噪聲、激光頻率噪聲等各類噪聲限制,鎖相環(huán)內(nèi)部本地振蕩器信號(hào)與外差信號(hào)間存在一定相位差,而鎖相環(huán)的鑒相范圍只有正負(fù)半個(gè)周期,若相位差某時(shí)刻超過鑒相范圍,則本地振蕩器在反饋調(diào)節(jié)下可能會(huì)進(jìn)入錯(cuò)誤的工作點(diǎn),出現(xiàn)周跳,導(dǎo)致后續(xù)相位重構(gòu)出錯(cuò).本文提出了基于引力波探測(cè)背景的一種周跳診斷方法,在原鎖相環(huán)基礎(chǔ)上引入一個(gè)具有更大鑒相范圍的輔助分頻相位計(jì),可以對(duì)鎖相環(huán)是否出現(xiàn)周跳提供判斷依據(jù).結(jié)合已有的鎖相環(huán)及噪聲理論,建立了分頻相位計(jì)
物理學(xué)報(bào) 2023年14期2023-07-27
- 激光關(guān)聯(lián)成像雷達(dá)研究進(jìn)展與展望
長脈沖激光照明、外差探測(cè)方式測(cè)量目標(biāo)回波信息[27,28]。目前大多數(shù)研究集中在第一種工作方式,已經(jīng)建立了較為完善的理論體系,完成了公里級(jí)車載/機(jī)載激光三維關(guān)聯(lián)成像、公里級(jí)多個(gè)動(dòng)目標(biāo)關(guān)聯(lián)成像和百公里級(jí)單光子探測(cè)靈敏度的激光三維關(guān)聯(lián)成像演示實(shí)驗(yàn)[29?31]。而長脈沖外差探測(cè)體制激光關(guān)聯(lián)成像雷達(dá)研究目前處于初步階段,其優(yōu)勢(shì)主要在于隱秘性好、抗背景光干擾能力強(qiáng)以及可獲取的目標(biāo)信息維度更高,已經(jīng)有一些相關(guān)的理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作[27,28,32?35
量子電子學(xué)報(bào) 2022年6期2022-12-06
- 基于共線光外差干涉的微振動(dòng)檢測(cè)
術(shù)[5]等。激光外差干涉檢測(cè)技術(shù)作為干涉法的一種，具有檢測(cè)精確度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、靈敏度高以及非接觸式檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)[6]，相比其他干涉技術(shù)應(yīng)用，其更為廣泛，在動(dòng)力機(jī)械、精密測(cè)量、工業(yè)生產(chǎn)和航天科技等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。激光外差干涉振動(dòng)檢測(cè)通常利用雙頻激光器或移頻器件為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)[7]，配合光學(xué)器件偏振分光棱鏡、旋光器以及1/4波片等傳遞目標(biāo)物體的待測(cè)參數(shù)[8]，并利用光電探測(cè)器的特性準(zhǔn)確獲得待測(cè)物的振動(dòng)信息。外差干涉最突出的優(yōu)勢(shì)在于能將微弱的振動(dòng)信
無損檢測(cè) 2022年10期2022-11-22
- 遠(yuǎn)距離語音拾取系統(tǒng)的可行性研究
.1 多普勒激光外差干涉語音探測(cè)設(shè)備的技術(shù)研發(fā)多普勒激光外差干涉語音探測(cè)設(shè)備針對(duì)公共安全、軍事偵查、反恐等方面的重大需求，可有效解決由于事發(fā)地點(diǎn)不確定性，不能將拾音傳感器頭預(yù)埋在事發(fā)地，以及正反射激光語音探測(cè)難對(duì)準(zhǔn)等諸多問題。漫反射多普勒激光外差干涉語音探測(cè)系統(tǒng)是一種非接觸，對(duì)準(zhǔn)方便，易操作的拾音系統(tǒng)。激光媒介語音探測(cè)技術(shù)主要以激光作為載波，通過調(diào)制解調(diào)技術(shù)，將語音引起的振動(dòng)信號(hào)解調(diào)出來，再還原出語音信號(hào)。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要特點(diǎn)如下：1.1.1 非接觸性，可以
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2022年20期2022-07-24
- 中階梯光柵-平面鏡型空間外差拉曼光譜儀對(duì)無機(jī)化合物的探測(cè)
重要的作用?？臻g外差拉曼光譜儀作為一種靜態(tài)傅里葉光譜儀，也是一種新型的空間調(diào)制干涉型光譜儀，它在邁克爾遜干涉儀的基礎(chǔ)上，分別用兩個(gè)衍射光柵代替干涉臂的平面反射鏡，而不需要移動(dòng)光柵?？臻g外差拉曼光譜儀結(jié)合了光柵的空間衍射特點(diǎn)和傅里葉光譜儀的高分辨率特點(diǎn)，使得具有光學(xué)結(jié)構(gòu)緊湊因而體積小重量輕和高分辨率等特點(diǎn)[6-8]。對(duì)于空間外差拉曼光譜干涉條紋數(shù)據(jù)采集進(jìn)行傅里葉變換中，根據(jù)Nyquist采樣定理，當(dāng)探測(cè)器水平方向的像元數(shù)目一定，空間外差拉曼光譜技術(shù)的光譜分辨
光散射學(xué)報(bào) 2022年1期2022-07-09
- 近紅外空間外差拉曼光譜儀研究
其應(yīng)用場(chǎng)景。空間外差光譜技術(shù)是20 世紀(jì)90 年代以來迅速發(fā)展起來的一種傅里葉變換光譜技術(shù)［12］，空間外差拉曼光譜儀相比較傳統(tǒng)的拉曼光譜儀，其入射端口沒有狹縫且光路中無運(yùn)動(dòng)部件，具有高穩(wěn)定性、高光通量、高光譜分辨率、高靈敏度等拉曼光譜測(cè)量優(yōu)勢(shì)，但是系統(tǒng)的光譜分辨率與探測(cè)的拉曼位移范圍之間存在著相互制約的關(guān)系，無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)高光譜分辨率與寬譜段范圍的拉曼光譜測(cè)量。2011 年美國南卡羅萊納大學(xué)的GOMER N R 等首次提出將空間外差光譜技術(shù)應(yīng)用于拉曼光譜探
光子學(xué)報(bào) 2022年5期2022-06-28
- 大氣水同位素HDO激光外差光譜探測(cè)技術(shù)研究
上迅速發(fā)展的激光外差光譜技術(shù)可以在非常小的儀器體積下快速獲取太陽光透過大氣后的大氣分子高分辨率吸收光譜。激光外差光譜儀的優(yōu)點(diǎn)主要是通過較高功率的本地激光放大攜帶大氣分子吸收光譜信息的透過大氣后的微弱太陽光，以獲得高信噪比、高光譜分辨率的獲取大氣分子吸收光譜信號(hào)［7］。在理想情況下，本振激光功率足夠高時(shí)，激光外差系統(tǒng)的信噪比接近散粒噪聲極限下的信噪比［8］。整個(gè)外差探測(cè)系統(tǒng)的光譜分辨率與電子帶寬和激光線寬呈強(qiáng)相關(guān)，其光譜分辨率優(yōu)于傳統(tǒng)的傅里葉光譜儀。在體積和
光子學(xué)報(bào) 2022年4期2022-05-07
- 激光外差光譜儀模擬風(fēng)場(chǎng)探測(cè)*
著重要意義.激光外差光譜技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的一種高光譜分辨率和靈敏度的被動(dòng)式遙感探測(cè)技術(shù),以激光外差光譜技術(shù)為核心研制的激光外差光譜儀因具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn),在星載測(cè)量中高層風(fēng)場(chǎng)領(lǐng)域有巨大的潛力和應(yīng)用前景.激光外差光譜儀的地面風(fēng)場(chǎng)探測(cè)性能驗(yàn)證是其應(yīng)用到衛(wèi)星上的關(guān)鍵環(huán)節(jié),本文利用實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下建立的風(fēng)場(chǎng)模擬裝置實(shí)現(xiàn)0—25 m/s 的風(fēng)速變化,并基于光譜分辨率為0.003 cm—1激光外差光譜儀分別測(cè)量了無風(fēng)速變化和不同風(fēng)速下的CH4 吸收譜,
物理學(xué)報(bào) 2022年7期2022-04-15
- 光纖水聽器解調(diào)技術(shù)研究進(jìn)展
3×3耦合器法、外差法等。 近些年，研究者們提出了各種改進(jìn)算法用于提高解調(diào)系統(tǒng)的性能。1 外差解調(diào)法光纖水聽器將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳播，將光相移與聲壓信號(hào)之間的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)與聲壓信號(hào)的非線性關(guān)系，因此在接收信號(hào)時(shí)就必須對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)提取出聲壓信號(hào)[10]。 外差檢測(cè)法是一種基本的信號(hào)檢測(cè)方法，廣泛應(yīng)用于光學(xué)檢測(cè)和電子檢測(cè)，是英國QinetiQ公司、Stingray公司和美國海軍實(shí)驗(yàn)室等使用的主要信號(hào)檢測(cè)方案。 2011年，張楠等[11]研究了外差檢
光譜學(xué)與光譜分析 2022年4期2022-04-06
- 基于結(jié)構(gòu)光三維重建系統(tǒng)的改進(jìn)相位研究*
間，然后利用多頻外差進(jìn)行相位展開，進(jìn)而獲得全場(chǎng)絕對(duì)相位。在實(shí)際工程應(yīng)用過程中，外界環(huán)境存在的噪聲、干擾，相機(jī)鏡頭畸變，投影儀非線性誤差等因素會(huì)導(dǎo)致展開的相位產(chǎn)生跳變[9-11]，使得三維重建結(jié)果表面不光滑不連續(xù)，測(cè)量精度變低。近年來，為了抑制解包裹條紋級(jí)數(shù)產(chǎn)生跳變，有一些學(xué)者對(duì)多頻外差進(jìn)行了改進(jìn)，雷志輝等[12]對(duì)雙頻外差進(jìn)行了改進(jìn)，比較兩個(gè)展開相位之間的誤差來判斷是否產(chǎn)生跳變，只適用于兩頻外差。陳玲等[13]對(duì)三頻外差進(jìn)了的改進(jìn)，通過展開的相位與其相鄰的
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2021年11期2021-11-29
- 基于激光外差探測(cè)的大氣N2O 吸收光譜測(cè)量與廓線反演*
30031)激光外差光譜探測(cè)由于其光譜分辨率高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)近年來得到了快速的發(fā)展,可用于大氣溫室氣體垂直廓線測(cè)量和碳衛(wèi)星地面定標(biāo)等.本文報(bào)道了利用3.939 μm 帶間級(jí)聯(lián)激光器作為本振光源的測(cè)量大氣N2O 的激光外差系統(tǒng),自制高精度太陽跟蹤儀收集太陽光作為激光外差的信號(hào)光源,其跟蹤精度達(dá)到7 arcsec,激光外差系統(tǒng)的光譜分辨率達(dá)到0.004 cm—1,測(cè)量了合肥地區(qū)(31.902°N,117.167°E)大氣N2O 吸收光譜,得到2838.
物理學(xué)報(bào) 2021年21期2021-11-19
- 一種基于多頻外差的相位解包裹方法
高的實(shí)用性。多頻外差解包裹方法是時(shí)間相位解包裹算法中常用的一種方法，但是直接利用多頻外差解包裹后的相位會(huì)出現(xiàn)跳躍性誤差，從而導(dǎo)致三維重建后存在離群點(diǎn)，所以需要進(jìn)行誤差校正[6-9]。雷志輝等[9]對(duì)多頻外差解包裹進(jìn)行改進(jìn)以修正跳躍性誤差，但是僅對(duì)雙頻有效，并且在其設(shè)定的參考相位的誤差大于π時(shí)會(huì)出現(xiàn)漏判的情況。陳松林等[6]對(duì)文獻(xiàn)[9]的修正方法進(jìn)行了改進(jìn)，但是約束條件較多且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。本文針對(duì)多頻外差解包裹后出現(xiàn)相位跳躍性誤差的問題，在深入研究和分析相位誤差
- 外差式數(shù)字光鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)及Simulink 驗(yàn)證*
]。光鎖相環(huán)分為外差式光鎖相環(huán)和零差式光鎖相環(huán)[4]。外差式光鎖相環(huán)鎖定時(shí),主從激光器的頻率差等于指定的參考頻率；零差式光鎖相環(huán)鎖定時(shí),主從激光器的頻率差和相位差都為零。外差式光鎖相環(huán)可通過鎖定主從激光器的頻率差來抑制諧振式光纖陀螺的背反噪聲[5]。傳統(tǒng)光鎖相環(huán)的電反饋控制電路是用模擬電路實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)槠渲泻心M電路,此類光鎖相環(huán)的可移植性差。2010 年,Sakamoto等人[6]首次提出數(shù)字光鎖相環(huán),這類光鎖相環(huán)的電反饋控制電路在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FP
電子器件 2021年4期2021-10-26
- 雙頻投影條紋相位展開方法的改進(jìn)
投影多頻條紋根據(jù)外差原理進(jìn)行相位展開的方法是時(shí)域相位展開法的典型代表之一［7］。此方法對(duì)被測(cè)目標(biāo)表面的顏色不敏感，可以準(zhǔn)確地展開復(fù)雜物體表面的相位主值，具有計(jì)算過程穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用［8-9］。國內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)利用外差原理進(jìn)行相位展開的方法進(jìn)行了大量的研究。GUO等提出了投影雙頻條紋，分別建立高頻或低頻光柵相位與高度映射查找表的方法，實(shí)現(xiàn)了三維面形的快速高精度測(cè)量［10］。DONG等利用遺傳算法補(bǔ)償隨機(jī)相位以增強(qiáng)外差信號(hào)的方法，在低
光學(xué)精密工程 2021年6期2021-07-14
- 基于激光干涉儀數(shù)字信號(hào)解碼的振動(dòng)校準(zhǔn)方法
精度[4,5]。外差激光干涉法具有位移測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍寬、線性度高等優(yōu)勢(shì),而常用于振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)[6～8]。外差式激光干涉儀輸出的干涉信號(hào)為頻率與相位分別受振動(dòng)速度與位移調(diào)制的具有一定載波頻率的有限帶寬電壓信號(hào)[9,10]。常規(guī)的基于外差激光干涉法的振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)需要對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行采集與解調(diào),振動(dòng)校準(zhǔn)精度取決于所使用的采集與解調(diào)方法。根據(jù)干涉信號(hào)采集方法不同,常規(guī)的外差激光干涉法校準(zhǔn)分為基于Nyquist采樣定理的NS[11]校準(zhǔn)方法和基于M
計(jì)量學(xué)報(bào) 2021年3期2021-04-26
- 基于共線外差干涉的波片相位延遲的測(cè)量系統(tǒng)
計(jì)了基于雙聲光光外差對(duì)光斜入射情況下波片相位延遲的測(cè)量系統(tǒng)，利用波片光軸在入射面不同方位時(shí)o光(尋常光)與e光(非常光)的傳播特性來對(duì)波片的相位延遲進(jìn)行檢測(cè)，該方法使用的器件都是基礎(chǔ)器件，對(duì)光強(qiáng)與測(cè)量角度沒有嚴(yán)格要求，且該方法不僅僅限于1/4波片，還可應(yīng)用于對(duì)各種波片的測(cè)量.1 光外差檢測(cè)技術(shù)光外差檢測(cè)有別于直接檢測(cè)的檢測(cè)技術(shù)，是利用光的相干性對(duì)光載波所攜帶的信息進(jìn)行檢測(cè)和處理，其檢測(cè)原理與微波及無線電外差檢測(cè)原理相似. 光外差檢測(cè)與光直接檢測(cè)比較，其測(cè)量
物理實(shí)驗(yàn) 2021年3期2021-04-15
- 全光纖雙通道大氣溫室氣體激光外差光譜探測(cè)技術(shù)研究
法進(jìn)行補(bǔ)充。激光外差輻射計(jì)(laser heterodyne radiometer,LHR)不僅體積小、成本低，而且光譜分辨率高，可在全球范圍內(nèi)建立更多的大氣溫室氣體觀測(cè)點(diǎn)[2]。研究表明，利用LHR填補(bǔ)已有的地面觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)和空間觀測(cè)遺留的觀測(cè)地理區(qū)域，可減少對(duì)北極和熱帶系統(tǒng)碳通量估計(jì)的不確定性[3]。自20世紀(jì)中葉，激光外差輻射計(jì)就已經(jīng)用于地球大氣中CO2和O3等氣體的觀測(cè)。近二十年來，隨著半導(dǎo)體激光器和高速光電探測(cè)器的成熟，激光外差技術(shù)又有了快速的發(fā)展。
光譜學(xué)與光譜分析 2021年2期2021-02-03
- 基于多光束混合外差干涉的相位增強(qiáng)技術(shù)研究*
波混合干涉的激光外差干涉系統(tǒng)雜散光抑制方法,通過調(diào)制校正光的功率和相位,當(dāng)校正光與雜散光的功率一致且初相位差為π rad條件下,可顯著降低系統(tǒng)雜散光的影響.本文借鑒四波混合抵消干涉的思想,探索多光束混合增強(qiáng)干涉的相關(guān)研究.本文針對(duì)微振動(dòng)高靈敏的探測(cè)需求,提出了多光束外差干涉的相位增強(qiáng)技術(shù),在研究多光束干涉的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)了可控的多光束干涉可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)探測(cè)能力的大幅提升,詳細(xì)推導(dǎo)了相位增強(qiáng)的物理機(jī)制和近似條件,分析了在近似條件下解調(diào)振幅與調(diào)制振幅、校正光功率和
物理學(xué)報(bào) 2020年19期2020-10-22
- 基于移頻外差的高速光電子器件自校準(zhǔn)高頻分析
16-18]、光外差法[19-22]. 光譜分析（optical spectrum analysis, OSA）法利用光譜分析儀分析光調(diào)制信號(hào)的光譜，最初用于測(cè)量馬赫-曾德爾調(diào)制器（Mach-Zehnder modulator, MZM）和相位調(diào)制器（phase modulator, PM）的半波電壓. 該方法能夠直接在光域內(nèi)實(shí)現(xiàn)MZM 和PM 的高頻測(cè)試，但因?yàn)楣鈻殴庾V儀在1 550 nm 波長附近只有2.5 GHz（0.02 nm）的分辨率，所以很難在
應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào) 2020年4期2020-08-06
- 基于C#環(huán)境多套外差接收機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)?
關(guān)注［3～5］。外差接收機(jī)作為某型號(hào)電子設(shè)備的變頻組件，其性能直接影響到電子設(shè)備的正常工作，因需要接收來自天線陣列輸入信號(hào)，設(shè)計(jì)有多路射頻通道，每個(gè)射頻通道鏈路中包含放大器、開關(guān)、濾波器、溫補(bǔ)、混頻器等器件，通道鏈路復(fù)雜。為了保障每路射頻通道工作正常，需要開展大量測(cè)試工作驗(yàn)證［6～7］。另外，外差接收機(jī)每個(gè)射頻通道測(cè)試指標(biāo)和測(cè)試頻點(diǎn)數(shù)量巨大，指標(biāo)、測(cè)試頻點(diǎn)、通道數(shù)累積導(dǎo)致測(cè)試點(diǎn)多達(dá)上萬點(diǎn)。傳統(tǒng)的測(cè)試方法采取手動(dòng)測(cè)試，存在測(cè)試指標(biāo)覆蓋性差、工作量大、測(cè)試結(jié)果
艦船電子工程 2020年5期2020-07-09
- PDCA 循環(huán)對(duì)減少病區(qū)藥房調(diào)劑外差的效果分析
件報(bào)告，其中調(diào)劑外差共37 例，約占77.1%。根據(jù)美國用藥差錯(cuò)報(bào)告系統(tǒng)的分級(jí)方法，用藥差錯(cuò)按患者機(jī)體受損害程度而分為9 級(jí)（A～I(xiàn)）。我院涉及外差大部分為B 類錯(cuò)誤，將近94.6%被護(hù)士攔截，未發(fā)給患者，或已發(fā)給患者但未使用。其余均為C類錯(cuò)誤，占發(fā)生比例的5.4%，患者已使用，但繼續(xù)觀察并未造成傷害。PDCA 循環(huán)是質(zhì)量管理的一個(gè)常用工具。它包括4 個(gè)階段，分別是P（Plan，計(jì)劃）、D（Do，執(zhí)行）、C（Check，檢查）、A（Action，處置）[2
醫(yī)藥前沿 2020年8期2020-06-23
- 外差激光干涉儀周期非線性誤差形成機(jī)理與補(bǔ)償方法
150080)外差激光干涉測(cè)量儀具有測(cè)量精度高、測(cè)量速度快、非接觸、可直接溯源至長度基準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，是高精度位移測(cè)量的代表性精密儀器[1-4].隨著超精密加工制造、精密計(jì)量、引力波探測(cè)等科學(xué)研究與工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)位移測(cè)量精度的需求逐漸由納米量級(jí)過渡為亞納米甚至皮米量級(jí).在以光刻機(jī)為代表的超精密加工制造領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)集成電路特征線寬達(dá)到5 nm甚至1 nm，外差激光干涉儀對(duì)硅片臺(tái)和掩膜臺(tái)位置的測(cè)量精度需要達(dá)到0.1 nm甚至數(shù)十皮米量級(jí)[5-6].在質(zhì)量量
哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2020年6期2020-06-11
- 基于雙頻外差和相移法的結(jié)構(gòu)光成像包裹相位解調(diào)算法
有格雷碼法和多頻外差法。格雷碼法所需投影條紋數(shù)目較多，操作復(fù)雜，存在周期錯(cuò)位現(xiàn)象［5］;多頻外差法所需投影條紋數(shù)目相對(duì)較少，不存在周期錯(cuò)位現(xiàn)象。針對(duì)上述問題，本文采用雙頻外差和四步相移相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)相位解調(diào)。通過向被測(cè)對(duì)象投射2組不同頻率的光柵圖像，首先由四步相移法求得相位主值，再通過雙頻外差法進(jìn)行相位展開，求取絕對(duì)相位，該方法減少了投影光柵條紋數(shù)目，加快了測(cè)量速度，避免了錯(cuò)誤累積和周期錯(cuò)位現(xiàn)象，同時(shí)保持了較高的相位解調(diào)精度。1 相移法和多頻外差法原理
儀表技術(shù)與傳感器 2020年3期2020-04-26
- 全視場(chǎng)外差白光干涉測(cè)量技術(shù)
，李 楊*全視場(chǎng)外差白光干涉測(cè)量技術(shù)汝洪武1,2，吳玲玲1，張文喜2，李 楊2*1西安工業(yè)大學(xué)光電工程學(xué)院，陜西 西安 710021；2中國科學(xué)院光電技術(shù)研究院計(jì)算光學(xué)室重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100094為了解決傳統(tǒng)白光干涉測(cè)量技術(shù)中對(duì)線性位移機(jī)構(gòu)的位移精度要求過高的問題，本文提出了一種全視場(chǎng)外差白光干涉測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)主要通過使用存在差頻的白光干涉信號(hào)作為光源來實(shí)現(xiàn)在大掃描步長和低掃描精度條件下相干峰位置的高精度檢測(cè)。本文首先建立了白光外差干涉的數(shù)學(xué)模型，再
光電工程 2020年2期2020-02-22
- 激光外差光譜儀的儀器線型函數(shù)研究*
收到修改稿)激光外差是一種基于相干探測(cè)原理的高靈敏度光譜檢測(cè)技術(shù),因其同時(shí)具有很高的光譜分辨能力,被廣泛應(yīng)用于諸多研究領(lǐng)域. 在光譜測(cè)量過程中,儀器線型函數(shù)對(duì)吸收譜線的平滑作用,會(huì)對(duì)氣體濃度的反演結(jié)果產(chǎn)生影響. 為了獲取激光外差光譜儀的儀器線型函數(shù),基于激光外差原理和信號(hào)處理過程,對(duì)影響儀器線型函數(shù)的射頻濾波帶寬和積分時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行了分析,獲得了儀器線型函數(shù)表達(dá)式. 利用自行建立的激光外差光譜儀,多次測(cè)量了3.53 μm 波段內(nèi)水汽、甲烷的吸收譜線,分別將
物理學(xué)報(bào) 2019年6期2019-04-10
- 多普勒非對(duì)稱空間外差干涉儀調(diào)制度分析
多普勒非對(duì)稱空間外差干涉儀調(diào)制度分析施海亮 李志偉 羅海燕 熊偉（中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所，中國科學(xué)院通用光學(xué)定標(biāo)與表征技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230031）多普勒非對(duì)稱空間外差光譜儀是近年得以迅速發(fā)展的新型中高層大氣風(fēng)場(chǎng)探測(cè)儀器，具有視場(chǎng)展寬、大光通量、高光譜分辨和多譜線同時(shí)探測(cè)等特點(diǎn)。該儀器的干涉調(diào)制度是影響風(fēng)場(chǎng)反演精度的關(guān)鍵指標(biāo)。文章基于非對(duì)稱空間外差光譜技術(shù)基本原理，推導(dǎo)了干涉儀視場(chǎng)展寬前后的干涉理論積分公式，分析了干涉調(diào)制度與儀器視場(chǎng)角、最
航天返回與遙感 2018年5期2018-11-12
- 移頻延時(shí)自外差法的DFB激光器線寬測(cè)量
-珀羅干涉儀法與外差法等。如今激光器的線寬已經(jīng)達(dá)到千赫茲量級(jí)，對(duì)于現(xiàn)有的較窄線寬的激光器線寬參量，上述的法布里-珀羅干涉儀法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足精度要求[3]。光譜線寬的測(cè)量方法大致有3種：光譜儀測(cè)量法、法布里-珀羅干涉法、拍頻法[4]。光譜儀的最小可測(cè)帶寬為100GHz，法布里-珀羅干涉法的最小帶寬為100MHz，而拍頻法的最小帶寬則已達(dá)到100kHz。拍頻法中有零差法和外差法，其中最常用的方法是延時(shí)外差法，此方法最早是由東京大學(xué)的OKOSHI等人最先提出的
激光技術(shù) 2018年5期2018-11-01
- 基于小波變換的激光外差干涉微裂縫信號(hào)解調(diào)算法*
用更為廣泛.激光外差干涉法是激光超聲在光學(xué)非接觸測(cè)量中的一種常用的光學(xué)干涉法[2]， 該方法使用一束參考光與一束被材料表面反射的、 帶有材料表面裂縫信息的信號(hào)光發(fā)生雙光束干涉， 以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面裂縫的無損檢測(cè).激光外差干涉法對(duì)材料表面裂縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)， 常將被測(cè)量轉(zhuǎn)化為調(diào)相電信號(hào)， 經(jīng)解調(diào)后得到帶有材料表面裂縫信息的激光超聲回波信號(hào)[3,4]. 分析激光外差干涉法獲取的材料表面裂縫信號(hào)時(shí)， 常采用移相法和傅立葉變換的方法來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解調(diào). 在實(shí)際使用時(shí)， 移
測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào) 2018年5期2018-10-11
- 頻差偏差對(duì)全視場(chǎng)外差測(cè)量精度的影響?
)1 引 言激光外差干涉測(cè)量具有高精度、高環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn).由于激光外差的頻率較高,難以采用面陣探測(cè)器進(jìn)行探測(cè),從而導(dǎo)致長期以來外差測(cè)量僅用于距離、角度等點(diǎn)探測(cè)領(lǐng)域[1?4].隨著電子技術(shù)的發(fā)展,赫茲級(jí)頻差的移頻技術(shù)的出現(xiàn),使外差技術(shù)可用于三維形貌[5?8]、光滑表面[9]、數(shù)字全息和散斑等[10?16]測(cè)量領(lǐng)域,極大地提高了面形測(cè)量的精度和穩(wěn)定性.外差干涉的頻差通常由聲光移頻器實(shí)現(xiàn).為了保證移頻的效率,聲光移頻器的驅(qū)動(dòng)頻率一般大于20 MHz.低差頻聲光
物理學(xué)報(bào) 2018年2期2018-08-10
- 角振動(dòng)測(cè)量方法的研究
法采用衍射光柵式外差激光干涉儀的測(cè)量法[1-2]。韓國標(biāo)準(zhǔn)與科學(xué)研究院建立了8 Hz～5 000 Hz的角振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置，測(cè)量方法為零差激光干涉儀與棱鏡配合的測(cè)量方法[3-4]。我國304所先后研制了低頻角振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置和中頻角振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置，其中低頻角振動(dòng)臺(tái)采用電機(jī)拖動(dòng)方式，使用圓光柵測(cè)量法，頻率范圍0.1 Hz～100 Hz。中頻角振動(dòng)采用電磁原理，使用平面光柵和外差激光干涉儀測(cè)量法，頻率范圍10 Hz～550 Hz[5-6]。中國計(jì)量科學(xué)研究院在2012年
振動(dòng)與沖擊 2018年12期2018-06-28
- 基于外差激光干涉法的三軸向振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)方法研究
的研究熱點(diǎn)。由于外差式激光干涉儀具有位移測(cè)量精度高、噪聲小、動(dòng)態(tài)范圍寬、線性度高等優(yōu)勢(shì)[4,5],外差激光干涉法被廣泛應(yīng)用于振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)。當(dāng)前主流的三軸向加速度計(jì)振動(dòng)校準(zhǔn)方法利用單軸向振動(dòng)激勵(lì)依次實(shí)現(xiàn)其3個(gè)軸向靈敏度的校準(zhǔn),但整個(gè)校準(zhǔn)過程需要多次重復(fù)安裝,且對(duì)于橫向靈敏度的校準(zhǔn),需要不斷改變加速度計(jì)安裝臺(tái)面內(nèi)的振動(dòng)激勵(lì)方向。重復(fù)安裝不僅使得校準(zhǔn)時(shí)間變長,而且會(huì)對(duì)橫向靈敏度的校準(zhǔn)引入較大的不確定度[7]。此外,該校準(zhǔn)方法不適用于對(duì)加速度矢量的測(cè)量[1, 8]
計(jì)量學(xué)報(bào) 2018年2期2018-06-25
- 基于外差-分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的線性調(diào)頻連續(xù)波主動(dòng)聲吶處理
信號(hào)與發(fā)射信號(hào)做外差，并利用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換估計(jì)外差信號(hào)的調(diào)頻斜率和中心頻率，進(jìn)而估計(jì)目標(biāo)的位置和速度。1 LFMCW信號(hào)模型線性調(diào)頻連續(xù)波（Linear Frequency Modulation Continuous Wave, LFMCW）的每個(gè)掃頻周期內(nèi)是線性調(diào)頻（Linear Frequency Modulation, LFM）信號(hào)，表示為式中T為發(fā)射信號(hào)周期，fl是發(fā)射信號(hào)起始頻率，r為調(diào)頻斜率。目標(biāo)回波信號(hào)為發(fā)射信號(hào)的延時(shí)和多普勒頻移：連續(xù)波主
聲學(xué)與電子工程 2018年1期2018-04-27
- 基于光電目標(biāo)的激光外差探測(cè)系統(tǒng)信噪比分析
直接探測(cè)，而激光外差探測(cè)系統(tǒng)具有靈敏度高、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于目標(biāo)搜尋定位、防空反導(dǎo)、信息獲取與監(jiān)視等領(lǐng)域，因此有必要對(duì)激光外差探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)光電目標(biāo)時(shí)的性能進(jìn)行分析。本文介紹了激光外差探測(cè)系統(tǒng)的基本原理，結(jié)合光電目標(biāo)的回波功率，分析了系統(tǒng)的噪聲源，對(duì)系統(tǒng)的信噪比進(jìn)行了仿真與分析，并與直接探測(cè)系統(tǒng)的輸出功率信噪比進(jìn)行對(duì)比，為系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)提供依據(jù)。1 基于“貓眼目標(biāo)”的外差探測(cè)系統(tǒng)外差探測(cè)系統(tǒng)如圖1所示，與直接探測(cè)系統(tǒng)相比多一個(gè)本振
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2018年3期2018-04-04
- 近距離激光外差探測(cè)光學(xué)極限位移分辨率?
49)近距離激光外差探測(cè)光學(xué)極限位移分辨率?晏春回1)2)王挺峰1)?張合勇1)呂韜1)2)吳世松1)2)1)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,激光與物質(zhì)相互作用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長春 130033)2)(中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049)激光多普勒測(cè)振,激光應(yīng)用,激光1 引 言激光外差探測(cè)技術(shù)具有高精度、非接觸以及抗干擾等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)較直接探測(cè)具有更好的靈敏度和信噪比,因而廣泛用于微弱振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè).國內(nèi)外相關(guān)研究主要應(yīng)用在微振動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和速度測(cè)量
物理學(xué)報(bào) 2017年23期2017-12-25
- 正弦調(diào)制多光束激光外差測(cè)量壓電材料電致伸縮系數(shù)
弦調(diào)制多光束激光外差測(cè)量壓電材料電致伸縮系數(shù)甄佳奇， 仲維丹， 布音嘎日迪， 高亞臣， 劉 勇， 王生錢， 李彥超*(黑龍江大學(xué) 電子工程學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150080)電致伸縮系數(shù)反映了壓電材料本身的固有屬性，是衡量電致伸縮特性的重要參數(shù)之一?；谀鎵弘娦?yīng)，準(zhǔn)確測(cè)量微小長度變化量可實(shí)現(xiàn)電致伸縮系數(shù)的高精度測(cè)量?，F(xiàn)有光學(xué)測(cè)量方法基于直接檢測(cè)光強(qiáng)分布獲取微小長度變化量，但受光源功率穩(wěn)定性和環(huán)境擾動(dòng)制約，測(cè)量精度不高。為此，本文采用多光束激光外差技術(shù)融
發(fā)光學(xué)報(bào) 2017年12期2017-12-05
- 一種基于CMA-ES的制導(dǎo)工具誤差分離方法研究
數(shù)的影響較小，遙外差數(shù)據(jù)隨機(jī)誤差對(duì)線性模型求解精度影響較大，制導(dǎo)工具系統(tǒng)誤差的最大偏離真值量比標(biāo)準(zhǔn)差大1倍。誤差分離；制導(dǎo)工具系統(tǒng)誤差；進(jìn)化策略慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的精度是飛行器命中精度的最大影響因素。制導(dǎo)系統(tǒng)誤差分為方法誤差和工具誤差，而后者引起的飛行器落點(diǎn)偏差約占總誤差的80%左右。實(shí)踐證明，僅從硬件上提高慣性器件的精度是有限的[1]，而采用誤差補(bǔ)償技術(shù)，即從軟件上建立精確的、便于分離制導(dǎo)工具系統(tǒng)誤差系數(shù)的模型，并給出高精度參數(shù)估計(jì)方法，是提高飛行器精度的關(guān)鍵
航天控制 2017年4期2017-11-25
- Michelson型循環(huán)自外差激光線寬測(cè)量法的理論分析
lson型循環(huán)自外差激光線寬測(cè)量法的理論分析陳玖朋1,2，劉濤1,3，董瑞芳1,3，高靜1,3，焦東東1,3，白巍凱1,2，張首剛1,3（1. 中國科學(xué)院 國家授時(shí)中心，西安710600；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049；3.中國科學(xué)院 時(shí)間頻率基準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710600）提出一種基于Michelson型干涉儀結(jié)構(gòu)的循環(huán)自外差激光線寬測(cè)量法，分析了其系統(tǒng)偏振態(tài)穩(wěn)定性，并依據(jù)自外差法的數(shù)學(xué)模型，對(duì)其輸出功率譜密度函數(shù)進(jìn)行了推導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合仿
時(shí)間頻率學(xué)報(bào) 2017年1期2017-10-13
- 外差組及其通信應(yīng)用
100084)外差組及其通信應(yīng)用楊名慧1, 文潔晶2, 馮克勤3*(1. 中國科學(xué)院 信息工程研究所, 北京 100193; 2. 南開大學(xué) 陳省身數(shù)學(xué)研究所, 天津 300071; 3. 清華大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)系, 北京 100084)組合設(shè)計(jì)在通信中有著廣泛的應(yīng)用.綜述近年來基于同步通信，防欺騙數(shù)字簽名和認(rèn)證、密秘共享等方面應(yīng)用背景而提出的一些新型組合設(shè)計(jì)：外差組以及它的各種推廣和變種.解釋這些組合設(shè)計(jì)和通信應(yīng)用的聯(lián)系，介紹它們的構(gòu)作方法和存在性方面的已
- 外差式偏振干涉成像光譜技術(shù)研究?
100049)外差式偏振干涉成像光譜技術(shù)研究?才啟勝1)?黃旻1)韓煒1)叢麟驍1)2)路向?qū)?)1)(中國科學(xué)院光電研究院,計(jì)算光學(xué)成像技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100094)2)(中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049)(2017年3月15日收到;2017年5月4日收到修改稿)提出了一種新型的基于Savart偏光鏡的外差式偏振干涉成像光譜技術(shù),該技術(shù)在偏振干涉成像光譜儀中引入一對(duì)平行偏振光柵對(duì),使其得到的干涉圖頻率與波數(shù)相關(guān),具有了波數(shù)外差的特點(diǎn),降低了干涉
物理學(xué)報(bào) 2017年16期2017-09-07
- 三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承端面不重復(fù)性誤差的分析
是由于推力滾道里外差偏大（0.03mm，公差規(guī)定0.04mm，沒有超差），使?jié)L子與外圈推力滾道的接觸面僅為30%引起的。對(duì)外圈推力滾道進(jìn)行了返修處理，使里外差控制在0.009mm以內(nèi)，滿足了用戶需要。三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承；不重復(fù)性誤差；推力滾道里外差；滾子旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性；滾子軸向偏移1 前言內(nèi)、外圈端面跳動(dòng)及內(nèi)、外圈徑向跳動(dòng)是三排滾子轉(zhuǎn)盤軸承旋轉(zhuǎn)精度非常重要的幾項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容。軸承旋轉(zhuǎn)精度數(shù)值的大小與軸承套圈端面、滾道、內(nèi)徑、外徑的加工精度息息相關(guān)。本文所要討論的一個(gè)
哈爾濱軸承 2017年2期2017-07-31
- 多波長自外差檢測(cè)布里淵光時(shí)域反射系統(tǒng)
003)多波長自外差檢測(cè)布里淵光時(shí)域反射系統(tǒng)李曉娟,李永倩,張立欣(華北電力大學(xué)電子與通信工程系,河北保定071003)為了減小相干瑞利噪聲,提出了一種多波長瑞利和布里淵自外差檢測(cè)布里淵光時(shí)域反射系統(tǒng)。分析了相位調(diào)制產(chǎn)生多波長探測(cè)光的機(jī)理及三波長系統(tǒng)的自外差檢測(cè)原理;搭建單波長和三波長自外差檢測(cè)布里淵光時(shí)域反射系統(tǒng),獲得了沿光纖的自外差信號(hào)功率和布里淵頻移。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相對(duì)于單波長系統(tǒng),三波長系統(tǒng)有效地減小了相干瑞利噪聲引起的功率波動(dòng),信噪比提高近4.5
光通信研究 2016年6期2016-12-13
- 粗糙目標(biāo)光外差信號(hào)特性對(duì)探測(cè)閾值的影響
71)粗糙目標(biāo)光外差信號(hào)特性對(duì)探測(cè)閾值的影響黨文佳,曾曉東,來 志,馮喆珺,曹長慶,霍燿煒(西安電子科技大學(xué)物理與光電工程學(xué)院,陜西西安 710071)傳統(tǒng)目標(biāo)回波光外差探測(cè)使用高斯分布等簡單模型來描述,這常常導(dǎo)致判決誤差.筆者提出利用多項(xiàng)式對(duì)實(shí)際目標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,給出較準(zhǔn)確的概率分布曲線.通過對(duì)某裝甲車表面樣塊多組測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析顯示,利用多項(xiàng)式擬合來確定判決閾值,比起用簡單的高斯分布來確定閾值,可以獲得更高的檢測(cè)概率和更低的誤警概率.研究表明,對(duì)
西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年4期2016-12-06
- 利用三頻外差實(shí)現(xiàn)的小視場(chǎng)三維測(cè)量系統(tǒng)
張啟燦?利用三頻外差實(shí)現(xiàn)的小視場(chǎng)三維測(cè)量系統(tǒng)艾 佳，劉守起，劉元坤，張啟燦( 四川大學(xué)電子信息學(xué)院光電系，成都610064 )搭建了一套小視場(chǎng)的三維面形測(cè)量系統(tǒng)。該測(cè)量系統(tǒng)采用基于DLP4500芯片開發(fā)的高速數(shù)字投影模塊套件實(shí)現(xiàn)條紋圖像的高速投影和相機(jī)的同步觸發(fā)圖像采集。利用該投影模塊向小視場(chǎng)物體表面投影三種不同頻率的相移條紋圖，相機(jī)同步記錄受到物體表面形貌調(diào)制而發(fā)生形變的條紋，分別計(jì)算出三組條紋對(duì)應(yīng)的截?cái)嘞辔粓D，再進(jìn)行兩次外差得到頻率為1的相位分布，以此
光電工程 2016年9期2016-11-17
- 外差干涉儀光路調(diào)節(jié)方法及對(duì)拍頻的理解
200093)?外差干涉儀光路調(diào)節(jié)方法及對(duì)拍頻的理解楊衛(wèi),侯文玫,句愛松,羅佳林,柯有龍(上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,上海200093)外差激光干涉儀由于測(cè)量精度高,環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)高速測(cè)量等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于機(jī)床誤差的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中。外差激光干涉儀中,使用平面鏡作為轉(zhuǎn)向裝置時(shí),接收器上的兩束光有可能只是相交而不是重合,這給光路的調(diào)節(jié)增加了很大的難度。針對(duì)這一問題,提出一種輔助光路調(diào)節(jié)方法,先將光路切換到單頻干涉儀,調(diào)好光路,再切換到外差干涉
光學(xué)儀器 2016年3期2016-11-07
- 光束腰半徑對(duì)空間相干光通信外差效率的影響
對(duì)空間相干光通信外差效率的影響韓冬1，劉云清1，趙馨1，初偉2（1.長春理工大學(xué)電子信息工程學(xué)院，長春130022；2.長春大學(xué)電子信息工程學(xué)院，長春130022）外差效率是影響相干光通信的重要因素，研究中入射光為艾里斑分布，以高斯光為本振光為基礎(chǔ)建立了外差效率模型，研究了高斯光束腰半徑變化對(duì)外差效率的影響，并進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明，探測(cè)器半徑和束腰半徑的比值是1.53，且束腰半徑和系數(shù)F的比值是0.8時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)約為83.3%的最佳外差效率。光束腰半徑的變
- 非對(duì)稱空間外差光譜技術(shù)研究
031非對(duì)稱空間外差光譜技術(shù)研究李志偉1, 2, 3，熊 偉1, 3*，施海亮1, 3，羅海燕1, 3，喬延利1, 31. 中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所，安徽 合肥 2300312. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 1000493. 中國科學(xué)院通用光學(xué)定標(biāo)與表征技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，安徽 合肥 230031傳統(tǒng)空間外差光譜技術(shù)存在光譜分辨率、光譜范圍與探測(cè)器象元數(shù)之間的制約關(guān)系。非對(duì)稱空間外差光譜技術(shù)相比傳統(tǒng)空間外差光譜技術(shù)主要區(qū)別在于增加單臂光柵到分束器的距離，能夠在
光譜學(xué)與光譜分析 2016年7期2016-07-12
- 粗糙目標(biāo)光外差探測(cè)中回波波前分布特性研究
77)粗糙目標(biāo)光外差探測(cè)中回波波前分布特性研究黨文佳(西安航空學(xué)院 理學(xué)院；陜西 西安 710077)摘要：由于粗糙目標(biāo)表面凹凸不平，其輪廓上各點(diǎn)高度隨機(jī)起伏，導(dǎo)致信號(hào)光回波波前產(chǎn)生畸變，很難與本振光完全匹配，對(duì)粗糙目標(biāo)的光外差實(shí)驗(yàn)造成困難，設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)裝置，采用PhaseView DWC1000數(shù)字波前分析儀，對(duì)幾種常見的典型粗糙目標(biāo)回波波前進(jìn)行測(cè)量，使用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中的Pearson定理，對(duì)每種粗糙面目標(biāo)回波波前實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行χ2檢驗(yàn)與分析。研究表
西安航空學(xué)院學(xué)報(bào) 2016年3期2016-07-02
- 基于AD8302的激光外差干涉信號(hào)解調(diào)技術(shù)
輝引 言由于激光外差干涉具有非接觸測(cè)量、精度高和溯源性好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于振動(dòng)、位移、速度等物理量的精密測(cè)量中。激光外差干涉測(cè)量的原理是將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)化為調(diào)頻或調(diào)相電信號(hào)，解調(diào)后即可得到被測(cè)量信息［1-3］。目前對(duì)于外差信號(hào)的處理常采用相位解調(diào)法。相位解調(diào)需要精確地測(cè)量相位差，如果基于軟件算法實(shí)現(xiàn)，將加重計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集負(fù)擔(dān)，同時(shí)在解調(diào)過程中會(huì)引入量化誤差，導(dǎo)致信號(hào)失真［4］。為了解決這些問題，應(yīng)該設(shè)計(jì)硬件解調(diào)，將原始的光強(qiáng)信號(hào)直接用硬件解調(diào)模塊處理
激光技術(shù) 2015年3期2015-03-18
- 基于外差干涉的微振動(dòng)測(cè)量技術(shù)研究
051）引言激光外差干涉技術(shù)因具有測(cè)量速度快、非接觸、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于微弱振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)。目前美國ZYGO公司研制的激光干涉儀采用傳統(tǒng)Michelson干涉儀原理，在單光路中利用聲光調(diào)制法獲得雙頻，分辨率可達(dá)0.31nm［1］。隨著超精密檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)激光外差干涉儀的測(cè)量精度提出了更高的要求［2］。大量實(shí)驗(yàn)研究表明外差系統(tǒng)的實(shí)用性主要受其穩(wěn)定性和環(huán)境噪聲的影響。此外，頻移裝置的頻率漂移將引起干涉信號(hào)的不穩(wěn)定［3］，雜散光會(huì)導(dǎo)致光路噪聲大，降低
應(yīng)用光學(xué) 2014年5期2014-11-08
- 激光外差探測(cè)中準(zhǔn)直失配問題的研究
022)1 引言外差探測(cè)是公認(rèn)的具有量子探測(cè)極限本領(lǐng)的探測(cè)體制，與直接探測(cè)相比，激光外差探測(cè)理論上具有靈敏度高、轉(zhuǎn)換增益大、信噪比高等諸多優(yōu)點(diǎn)，非常適合遠(yuǎn)距離微弱信號(hào)的測(cè)量。在遠(yuǎn)距離相干光通信、激光雷達(dá)、工業(yè)超精密測(cè)量等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景［1］。早在20世紀(jì)80年代中期，麻省理工學(xué)院就將光外差探測(cè)技術(shù)應(yīng)用于星間激光傳輸實(shí)驗(yàn)的研究項(xiàng)目中，幾乎同一時(shí)間，美國人將這一技術(shù)應(yīng)用到合成孔徑激光雷達(dá)的實(shí)驗(yàn)中。我國在這方面的研究起步較晚，目前中科院電子所、中科院上海
激光與紅外 2014年3期2014-06-25
- 逆合成孔徑激光雷達(dá)空間目標(biāo)成像研究
SAIL具有一種外差接收模式，可以高精度、實(shí)時(shí)的測(cè)量遠(yuǎn)距離目標(biāo)的相對(duì)速度。使用該測(cè)量結(jié)果對(duì)目標(biāo)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，重構(gòu)成像時(shí)可以得到更高的分辨率。圖1 ISAIL空間目標(biāo)成像原理圖Fig.1 ISAIL space target imaging schematic2 ISAIL的外差測(cè)速原理光頻外差探測(cè)是基于兩束光在光電探測(cè)器光敏面上的相干效應(yīng)。必須采用相干性好的激光器作光源，在接收信號(hào)光的同時(shí)加入本振光，它的頻率與信號(hào)光頻率極為接近，使本振光和信號(hào)光在光電探測(cè)
激光與紅外 2014年3期2014-06-25
- 基于多頻外差原理的相位校正及匹配方法研究
開。1.2 多頻外差合成多頻外差合成是將兩種不同頻率的相位函數(shù)φ1(x)和φ2(x)，合成得到一種頻率更低的相位函數(shù)Φ(x)[5]，如圖1所示，λ1、λ2、λ12分別為相位函數(shù)φ1(x)、φ2(x)、Φ(x)的頻率。其中λ12可表示為：λ12=|λ1λ2/(λ1-λ2)|。圖1 多頻外差合成示意圖Fig.1 Schematic diagram of multi-frequency heterodyne synthesis1.3 多頻外差展開多頻外差展開[6
應(yīng)用光學(xué) 2014年2期2014-03-27
- 激光外差干涉儀設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究
-珀干涉儀及激光外差干涉儀。前兩種干涉法均采用正向入射方式, 測(cè)量精度約為100 nm[2]。目前，高精度的激光干涉儀大多為激光外差干涉儀，產(chǎn)生雙頻激光的方法主要是利用塞曼效應(yīng)或聲光移頻器。塞曼效應(yīng)受頻差閉鎖現(xiàn)象影響，產(chǎn)生的雙頻頻差一般較小，通常最大頻差不超過4 MHz。聲光調(diào)制方法得到的頻差通常較大，一些產(chǎn)品雙頻激光頻差達(dá)到20 MHz以上[3-4]。雙頻激光干涉儀是直接測(cè)量兩個(gè)信號(hào)的相位差來決定位移的。這種位移(亦即光程差)信息載于兩種頻率光束干涉后產(chǎn)
實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理 2014年2期2014-03-25
- 基于光外差技術(shù)的ROF系統(tǒng)傳輸特性研究﹡
。ROF系統(tǒng)中光外差技術(shù)直接利用光電探測(cè)器對(duì)兩列相干光進(jìn)行外差得到毫米波信號(hào)，該系統(tǒng)成本低、結(jié)構(gòu)簡單容易實(shí)現(xiàn)。因此研究信號(hào)在采用光外差技術(shù)的ROF系統(tǒng)中的傳輸是非常必要的[7]。1 理論分析基于光外差技術(shù)的ROF系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示[8]。主、從激光器通過耦合器送入調(diào)制器，基帶信號(hào)通過強(qiáng)度調(diào)制器加載到光信號(hào)上面送入光纖進(jìn)行傳輸，在接收端利用光電探測(cè)器對(duì)光信號(hào)差頻得到所需要的毫米波信號(hào)。圖1 光外差技術(shù)工作原理圖主激光器和從激光器經(jīng)過耦合器之后的輸出為：
通信技術(shù) 2013年1期2013-09-17
- 光纖無線電系統(tǒng)中的新型探測(cè)法研究*
統(tǒng)的需求。利用光外差的方法產(chǎn)生毫米波信號(hào)是光載毫米波最簡單和直接的方式。傳統(tǒng)的光外差方法會(huì)受到相位噪聲和強(qiáng)度噪聲的影響，從而降低毫米波信號(hào)的質(zhì)量。利用可調(diào)諧激光器通過兩個(gè)光纖布拉格光柵反射出兩束相位近似相等的相干光并且采用平衡探測(cè)，可以大大減小相位噪聲和強(qiáng)度噪聲對(duì)產(chǎn)生的毫米波的影響，從而大大提高毫米波信號(hào)的質(zhì)量［1－5］。2 理論模型光纖無線電系統(tǒng)中，毫米波的產(chǎn)生是其關(guān)鍵技術(shù)之一。利用光學(xué)的方法產(chǎn)生毫米波信號(hào)可以大大提高信號(hào)的轉(zhuǎn)換效率。光外差方法是最簡單的
微處理機(jī) 2013年4期2013-09-12
- 毫米波零中頻全功率輻射計(jì)系統(tǒng)
放檢波式接收機(jī)和外差式接收機(jī)。高放檢波式接收機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,在微波頻段較為常用。外差式接收機(jī)選擇性好,抗干擾能力強(qiáng),性能穩(wěn)定,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。毫米波以上頻段高增益低噪聲放大器增益穩(wěn)定性較差,價(jià)格昂貴,導(dǎo)致高放檢波式輻射計(jì)溫度靈敏度惡化,接收機(jī)成本較高[4],因此外差式接收機(jī)更具優(yōu)勢(shì)。在亞毫米波頻段尚沒有可用的低噪聲放大器,只能采用直接混頻外差式接收[5]。外差式接收機(jī)需要本振信號(hào),而且接收通道需鏡頻抑制濾波器,為了實(shí)現(xiàn)較大的中頻帶寬,需采用較高中頻,中頻通道需要帶
電訊技術(shù) 2013年3期2013-03-18
- 激光外差玻璃厚度測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)
00）目前，激光外差技術(shù)在激光通信、雷達(dá)、測(cè)距、測(cè)速、測(cè)振等方面有了廣泛的應(yīng)用[1]。在玻璃厚度測(cè)量方面，激光外差測(cè)量技術(shù)以其具有分辨率高、精度高、線性度好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、在線非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)[2]，逐漸開始取代傳統(tǒng)的測(cè)量方法。在激光外差玻璃厚度測(cè)量系統(tǒng)中光外差信號(hào)是弱光電信號(hào)，其含有大量背景光噪聲和其它多次諧波成份，怎么從中提取光外差信號(hào)，光電轉(zhuǎn)換電路就顯得尤為重要，其往往是決定系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。1 激光外差玻璃測(cè)厚系統(tǒng)原理測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用了激光多普勒效應(yīng)和激
電子設(shè)計(jì)工程 2012年7期2012-09-26
- 基于Filterlab的一種高指標(biāo)帶通濾波器的設(shè)計(jì)
技術(shù)的發(fā)展，激光外差技術(shù)在激光通信、雷達(dá)、測(cè)距、測(cè)速、測(cè)振等方面有了廣泛的應(yīng)用[1]。在玻璃厚度測(cè)量方面，激光外差測(cè)量技術(shù)以其具有分辨率高、精度高、線性度好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、在線非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)[2]，逐漸開始取代傳統(tǒng)的測(cè)量方法。1 激光外差玻璃測(cè)厚度系統(tǒng)玻璃厚度的測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用了激光多普勒效應(yīng)和激光外差測(cè)量技術(shù)，測(cè)量原理如圖1所示。激光干涉儀發(fā)出的變頻激光通過半透鏡L垂直照射于待測(cè)玻璃表面，由于激光在不同時(shí)刻的頻率不同，所以激光在玻璃前表面反射的光場(chǎng)，與其前
電子設(shè)計(jì)工程 2012年9期2012-02-15
- 相干光通信外差異步解調(diào)接收機(jī)的設(shè)計(jì)
04）相干光通信外差異步解調(diào)接收機(jī)的設(shè)計(jì)肖 西 陳名松（桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院，廣西 桂林 541004）比較了相干光通信系統(tǒng)與幅度調(diào)制/直接解調(diào)系統(tǒng)，以及各類相干光系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，得出了研究外差異步解調(diào)系統(tǒng)的必要性和實(shí)用性的結(jié)論。通過分析相干探測(cè)的原理及相干通信的解調(diào)方式，設(shè)計(jì)了相干光通信的外差異步解調(diào)接收機(jī)，制作了外差異步解調(diào)接收機(jī)中電路部分的電路板，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電路設(shè)計(jì)的正確性。相干光通信；外差探測(cè)；異步解調(diào)（一）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理1.相干探測(cè)原
大眾科技 2011年4期2011-11-04
- 利用光學(xué)外差技術(shù)同時(shí)測(cè)定透明板的折射率和厚度
500）利用光學(xué)外差技術(shù)同時(shí)測(cè)定透明板的折射率和厚度邢進(jìn)華a,b（常熟理工學(xué)院a.江蘇省新功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.物理與電子工程學(xué)院，江蘇常熟 215500）通過分析圓偏振外差光束分別經(jīng)透明板反射和透射后的s光和p光的相位差改變，得到了它們與透明板折射率和厚度的關(guān)系.利用改進(jìn)的M-Z干涉儀設(shè)計(jì)和構(gòu)建了能同時(shí)測(cè)定透明板的折射率和厚度的實(shí)驗(yàn)裝置，通過測(cè)量從透明板反射的圓偏振外差光束的s光和p光的相位差，將測(cè)量數(shù)據(jù)代入理論上導(dǎo)出的特定方程，可以計(jì)算出被測(cè)透明板的
常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào) 2011年10期2011-03-27