新型激光多普勒測振干涉儀的研究.pdf

1、隨著社會生產領域和科學研究領域的發(fā)展,人們對振動測量的需求不斷提高,特別是國防、航空航天、地震檢測等部門需要對振動信號進行精確的測量和研究。多數(shù)應用都需要進行非接觸式測量,激光多普勒振動測量技術是一種非接觸式振動測量技術,它具有精度高、測點小、動態(tài)響應快等優(yōu)點,在眾多領域有著重要的應用價值。
　　激光多普勒測振技術多采用干涉方法解調多普勒頻移信息。因此,研究新型的激光干涉儀,使振動的測量具有更高的信噪比,更簡便的解調方法以及更簡單

2、的干涉光路結構就成為了熱點。本文基于實驗室自制的波長為1550nm的低噪聲單頻窄線寬全保偏光纖激光器,通過對干涉光路的改進,構建了四路平衡干涉光路以及基于1/8波片的正交探測測振干涉儀,實現(xiàn)了振動位移信號的準確測量。
　　第一章闡述了激光干涉測量原理,介紹了幾種經典的干涉儀,論述了激光測振的常用方法,多普勒技術的發(fā)展概況及激光測振技術的發(fā)展趨勢,同時就本論文主要內容作了概述,介紹了它的創(chuàng)新之處。
　　第二章詳細介紹了激光測振

3、傳感系統(tǒng)常用的幾種相位解調方法,對實驗室激光振動測量系統(tǒng)所用的相位檢測技術作了重點說明,著重闡述了相位載波零差解調技術的原理及缺陷,并同反正切函數(shù)法進行對比得知,反正切函數(shù)處理法解調結果不會受到光源功率波動的影響,當正交信號交流項幅度相等時可以準確解調出振動位移量。
　　第三章構造了無需高頻載波調制的四路平衡測量系統(tǒng)。詳細分析了該方法的正交信號形成原理,并分析了與單路探測相比對光源強度噪聲的抑制,而后對干涉信號分別利用微分叉乘和反

4、正切函數(shù)法解調,實驗表明反正切函數(shù)法可以實現(xiàn)振動位移量的準確測量,解調結果不受光源功率波動有關項的影響。
　　第四章在前幾章的基礎上,提出了一種新型的激光測振干涉儀:基于1/8波片的正交探測測振干涉儀。通過原理分析及實驗,證明了本傳感器能夠對振動信號的位移進行精確測量,分辨率達到0.3nm。
　　本論文的創(chuàng)新性在于提出了四路平衡振動測量系統(tǒng)和基于1/8波片的正交探測測振干涉儀。兩者均利用光路實現(xiàn)了信號的正交,無需PZT外加高