用于多普勒干涉测振的光学系统研究

论文摘要

激光外差干涉的振动测量具有很高的精度,在纳米级振动测量中有着独特的优势。通过研究发现,由于激光光源的偏振态不理想或不稳定以及光学元器件的缺陷或调整不完善,容易引起干涉臂中两种不同偏振态的光混叠,导致被测的干涉条纹不稳定,从而形成较大的周期性非线性误差。本文对所设计的测振光路中不同类型的分光棱镜所产生的光（参考光与测量光）功率、偏振态和光反馈,对光学系统稳定性产生的影响进行了对比分析。通过实验证实,偏振分光镜的漏光误差对外差干涉仪非线性的影响通常是可以被忽略不计的。本文通过对光学系统的调整与优化,以M-Z干涉光学系统为研究基础,最终搭建出了一套能量损耗低,测量距离远,精度高的光学系统。通过检测结果可知优化后的光学系统可以很好的用于nm量级精度的振动测量且整套系统对振动的幅值和频率都具备良好的探测效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 振动测量的研究现状
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第二章 多普勒振动测量原理
• 2.1 激光多普勒效应
• 2.2 激光 DOPPLER振动测量原理
• 2.3 多普勒振动测量光学系统研究
• 第三章 激光多普勒振动测量外差光学系统
• 3.1 外差式激光测振的实现方法及特点
• 3.2 光电接收器件
• 3.3 本文设计的振动测量外差光学系统
• 3.4 外差光学系统各部分对系统测量精度的影响
• 第四章 激光多普勒测振信号处理
• 4.1 光电转换部分
• 4.2 射频部分
• 4.3 锁相解调部分
• 第五章 实验及数据分析
• 5.1 光学系统的设计与搭建
• 5.2 光学系统的实验验证
• 5.3 模拟仿真
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献