基于特殊外腔結(jié)構(gòu)自混合干涉理論的研究及實(shí)驗(yàn)觀察.pdf

1、激光自混合干涉也被稱為光反饋?zhàn)曰旌细缮婊蜃⑷胝{(diào)制效應(yīng)，它是指激光器輸出的光被外部物體反射或者散射后，其中一部分光又被反饋回激光器的諧振腔內(nèi)，反饋光攜帶了外部物體的物理信息并與激光腔內(nèi)的光混合，調(diào)制激光器的輸出功率和輸出頻率，形成激光自混合干涉效應(yīng)。激光自混合干涉信號(hào)與傳統(tǒng)的雙光束干涉有著相似之處，但其特性又區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的干涉，并不符合傳統(tǒng)的干涉理論，由此被稱作新型干涉測(cè)量技術(shù)。激光自混合干涉系統(tǒng)對(duì)比于傳統(tǒng)的干涉測(cè)量系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點(diǎn)

2、，例如:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易準(zhǔn)直，光路緊湊，成本低等。由此激光自混合干涉技術(shù)得到了各國(guó)學(xué)者的關(guān)注，并在測(cè)量領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
　　現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究方向主要集中在以下三個(gè)方面，(1)激光自混合干涉的應(yīng)用研究;(2)激光自混合干涉不同光源種類的研究;(3)利用各種信號(hào)處理方法和算法提高激光自混合干涉測(cè)量精度。但很少有學(xué)者針對(duì)特殊外腔結(jié)構(gòu)激光自混合干涉進(jìn)行研究，本文分別研究了外腔為共焦點(diǎn)結(jié)構(gòu)和多路反饋結(jié)構(gòu)的激光自混合干涉。首先結(jié)合共焦點(diǎn)激光顯

3、微鏡原理利用傅里葉光學(xué)原理和共焦點(diǎn)原理對(duì)外腔為共焦點(diǎn)結(jié)構(gòu)的激光自混合干涉進(jìn)行了理論分析，并根據(jù)所得理論進(jìn)行了數(shù)值仿真，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察驗(yàn)證了理論推導(dǎo)和數(shù)值仿真的正確性。從仿真和實(shí)驗(yàn)得到共焦點(diǎn)外腔結(jié)構(gòu)激光自混合干涉信號(hào)的包絡(luò)類似于共焦點(diǎn)激光顯微鏡軸向響應(yīng)信號(hào)為類Sa函數(shù)曲線信號(hào)，當(dāng)透鏡數(shù)值孔徑小于一定值且待測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)幅值較小時(shí)，干涉信號(hào)類似于傳統(tǒng)的激光自混合干涉信號(hào)。接著文章對(duì)多路反饋外腔結(jié)構(gòu)激光自混合干涉進(jìn)行了理論分析，數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)觀