激光反馈干涉中条纹锁定现象的研究

论文摘要

伴随着工业生产的迅猛发展,当今生产领域对测量技术的要求日益提高。激光干涉测量方法作为一种重要的非接触式无损探测方法,具有结构简单、精度高、易于实现等优点,得到了广泛应用。近年来,激光反馈干涉技术以其独有的干涉理论引起人们广泛的重视,逐渐代替传统的干涉仪成为一种新兴的测量技术,拓宽了干涉测量技术在工业方面的应用。在激光反馈干涉中,当反馈光强度达到一定程度时,可以观察到条纹锁定现象的产生。本文对这一现象进行了系统的研究,进一步完善了激光反馈干涉理论,扩展了激光反馈干涉技术的应用范围。本文从激光反馈干涉的原理出发,对激光反馈干涉系统中出现的条纹锁定现象进行了深入的理论分析,得出结论,并展望了这一现象在应用方面的优势及其可能的发展方向。在理论分析的基础上,建立了激光反馈干涉系统四镜腔等效模型,并根据这个数学模型进行理论分析和数学推导,得出激光反馈干涉系统的激发条件,通过仿真得出激光波长与光程差的变化关系,其结论很好地解释了条纹锁定现象。本文还建立了激光反馈干涉实验系统,对激光反馈干涉中的条纹锁定现象进行了实验观察、数据测量和结果分析,实验结论进一步验证了理论分析的正确性。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 激光反馈干涉技术的国内外发展现状
• 1.3 本文各章节内容安排
• 第二章 激光反馈干涉技术
• 2.1 传统干涉技术的发展及存在问题
• 2.2 激光反馈干涉技术的起源
• 2.3 激光反馈干涉研究进展
• 2.4 激光反馈干涉的特点
• 2.5 激光反馈干涉原理
• 2.5.1 工作原理
• 2.5.2 理论模型
• 2.6 激光反馈干涉技术的应用
• 2.6.1 速度测量
• 2.6.2 绝对距离测量
• 2.6.3 位移测量
• 2.6.4 激光反馈干涉技术应用一览
• 第三章 条纹锁定现象的理论分析
• 3.1 条纹锁定现象
• 3.2 条纹干涉原理
• 3.3 条纹锁定原理
• 3.4 条纹锁定现象的应用前景
• 3.5 小结
• 第四章 数学建模及仿真
• 4.1 建立模型
• 4.2 数值分析
• 4.2.1 激发条件
• 4.2.2 工作波长
• 4.2.3 条纹相位
• 4.3 仿真
• 4.4 小结
• 第五章 实验方案及结果分析
• 5.1 系统结构
• 5.1.1 光学系统
• 5.1.2 光电处理系统
• 5.1.3 工作原理
• 5.2 实验方案
• 5.3 实验结果及分析
• 5.3.1 传统干涉信号的观察
• 5.3.2 反馈干涉信号的观察
• 5.3.3 波长与光程差的变化关系
• 5.3.4 振动强度的范围
• 5.3.5 误差分析
• 5.3.6 以He-Ne激光器为光源的实验
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢