反射體旋轉(zhuǎn)引起的激光自混合干涉信號(hào)分析與處理.pdf

1、激光自混合干涉效應(yīng)是指出射激光受外部物體反射或者散射后，部分激光又重新返回激光腔內(nèi)并與腔內(nèi)的激光發(fā)生干涉，引起激光器輸出光強(qiáng)及頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。自混合干涉是一種重要的干涉技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊性好等特點(diǎn)，可在多種應(yīng)用場(chǎng)合上替代傳統(tǒng)的干涉儀，因此引起了國(guó)內(nèi)外科研人員的興趣。
　　激光自混合干涉信號(hào)包含物體的信息，對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)胤治龊吞幚?，能夠解調(diào)出物體信息，可用于多種物理參數(shù)的測(cè)量。本文主要對(duì)反射體旋轉(zhuǎn)引起的自混合干涉信號(hào)

2、進(jìn)行了分析和處理，包括兩個(gè)方面的內(nèi)容。
　　（1）研究了自混合干涉信號(hào)與物體旋轉(zhuǎn)角度間關(guān)系式中的光調(diào)制系數(shù)，通過(guò)分析光調(diào)制系數(shù)與旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系并由此確定物體準(zhǔn)直位置。高斯擬合在分析質(zhì)量較差的信號(hào)出現(xiàn)誤差，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文提出運(yùn)用數(shù)字包絡(luò)分析法結(jié)合高斯擬合的組合分析法對(duì)自混合干涉信號(hào)進(jìn)行處理的準(zhǔn)直技術(shù)，并將該準(zhǔn)直技術(shù)應(yīng)用于棱角角度的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法的可行性。
　　（2）在基于反射體旋轉(zhuǎn)引起的激光自混合干涉效應(yīng)中，隨著

3、旋轉(zhuǎn)角度的增大，自混合干涉信號(hào)位相與旋轉(zhuǎn)角度之間呈現(xiàn)非線性關(guān)系，將導(dǎo)致基于該效應(yīng)的角度測(cè)量出現(xiàn)非線性誤差。為了降低該非線性效應(yīng)對(duì)角度測(cè)量的影響，本文根據(jù)自混合干涉信號(hào)位相與物體旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系，分析了不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)角度測(cè)量的誤差的影響并進(jìn)行了模擬仿真，由此提出了一個(gè)可提高角度測(cè)量精度的實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化方法。同時(shí)提出一個(gè)基于非線性效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)方向識(shí)別方法。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化后的角度測(cè)量誤差可大幅減少，在最優(yōu)情況下，比未優(yōu)化方法測(cè)量精度提升了一個(gè)