基于CORDIC的交流相位跟踪零差补偿方法及其实现

为了消除温度、振动等环境因素在光纤干涉测量中的影响,发展了一种基于交流相位跟踪零差补偿(PTAC)的干涉条纹相位稳定技术。利用马赫-泽德光纤干涉仪结构和杨氏双孔干涉原理实现高密度的余弦分布干涉条纹投射。光纤端面菲涅尔反射与光纤耦合器构成迈克尔逊干涉结构,光电探测器检测迈克尔逊干涉仪的输出信号。相位稳定子系统采用相位生成载波(PGC)方法提取环境因素引起的光纤干涉臂相位差,结合坐标旋转数字式计算机(CORDIC)求解相位差,并生成补偿信号反馈给压电陶瓷(PZT)驱动器,实现条纹相位的稳定。该系统相位解调精度达2.75 mrad,环境因素对干涉条纹相位的影响低于53.43 mrad。实验结果验证了该相位稳定方法的可行性。     

基于激光干涉仪的角度测量技术

介绍了一种基于激光干涉技术的精密角度测量系统 ,该系统利用干涉仪在几何量测量中的干涉测量技术 ,以激光作为干涉光源 ,迈克尔逊干涉仪作为干涉测量装置 ,通过角度转换装置将角度量转换为可以反映干涉光路中光程差变化的线位移量 ,由此引起干涉条纹的变化 ,再通过相应电路对干涉条纹进行一系列处理 ,从而实现了对大转角的精密测量。与以往类似系统相比 ,该系统具有结构简单、误差恒定、测量精度高、测角范围大、易于数字化等特点     

基于迈克尔逊干涉原理的光纤传感器简述

摘要：从基于迈克尔逊干涉原理的光纤迈克尔逊干涉仪出发,介绍了光纤迈克尔逊干涉仪系统原理,并分析了干涉仪的工作原理。在此基础上,针对一些对仪器产生影响的问题提出简略的解决方法,同时阐述了此系统的优点以及应用。     

基于相位生成载波的全光纤传感器定位研究

分布式光纤传感系统可应用于长距离、强电磁干扰环境下的监测.提出了一种用相位调制器进行外调制来提高分布式光纤传感器定位精度的方法.构造基于迈克尔逊干涉仪的全光纤振动传感器系统,并在反射端加相位调制器进行调制,使经过反射端反射的光干涉后的信号处于高频段,而未经反射端反射的光干涉后的信号处于低频段.通过高通滤波和相位解调,获得与外界扰动呈正比的信号,用这一信号进行定位,可以消除因为光纤中的瑞利散射等产生的回光干涉信号的频谱叠加,提高定位精度.该方法结构简单,易实现,通过理论分析和实验证明:采用该方法可以有效提高系统的定位精度.     

基于Michelson干涉原理的光纤加速度计的研究

分析了一种迈克尔逊干涉型光纤加速度计的结构设计和工作原理,详细推导了被测信号的加速度与迈克尔逊干涉仪的输出相位差之间的关系,并对加速度的灵敏度进行了相应的参数讨论,最后应用Matlab软件对光信号处理电路进行了仿真;结果表明,解调信号和待测信号相位一致性好,从而从理论上证明了这种结构新颖、体积小、精度高、成本低的干涉型光纤加速度计是合理可行的.     

基于FPGA的静态实时光谱采集与处理系统

为了实时获取静态迈克尔逊干涉仪得到的光谱信息,设计了基于FPGA的实时光谱采集分析系统。在Xilinx FPGA芯片上实现了干涉条纹到光谱数据的实时处理。在算法处理过程中,实现了干涉条纹滤波去噪、快速傅里叶变换、相位标定、光谱数据传输等模块化功能。实验结果显示,系统可以高速采集并实时处理光谱数据。     

迈克尔逊干涉仪的手动调节＊

目前,已多次进行了与迈克尔逊干涉仪有关的实验,但其调节过程仍旧非常烦琐。分别介绍了以激光、钠光和白光作为光源时干涉条纹的手动调节方法。     

一种光纤三相电流传感器的设计

提出一种只用三个传感头、一套光路、一套信号处理部分实现对高压三相电流同时检测的混合式光纤传感系统 ,给出了其在一相实验中的实验结果。由于光路系统采用了基于相位压缩原理的微分干涉式结构 ,因此该系统不受外界缓变量 (如温度 )的影响 ;与一般干涉仪相比该系统也因相位压缩而使工作的线性范围扩大了 2 2 0倍     

超磁致伸缩作动器激光干涉位移测量系统

由于超磁致伸缩作动器的位移在微米级,对其精确测量至关重要,针对激光干涉测量技术中分立元件迈克尔逊激光干涉仪存在环境要求高、调整烦琐和易受干扰等缺点,采用全光纤迈克尔逊干涉仪简化测量前的准备工作;并借助高性能动态信号采集卡,配合LabVIEW图形化编程工具,应用贝塞尔函数干涉条纹细分技术提高测量精度,开发了超磁致伸缩作动器位移测量系统。实验证明测量误差与理论计算相符,表明测量结果是准确可靠的。该系统适用于超磁致伸缩作动器位移的实验研究和现场测量,可为微位移的测量提供一种参考方法。     

SPR生物传感检测系统软件的设计与实现

介绍了一种基于VC++6.0的表面等离体激元共振(SPR)生物传感检测系统软件的设计与实现.软件利用VC++6.0的MSComm控件,通过串口输入采集数据,结合Access数据库对数据进行操作、保存.数据处理后可得到SPR信号中的共振角度,并可实时绘制出反应曲线.同时,可以选择不同的化学反应动力学模式与相应的公式进行化学反应动力学的模拟,以便实验过程的指导和实验结果的分析.该软件已用于本实验室自主研制的Kretschman结构SPR生物传感器.水和空气的传感检测实验证实了该软件在SPR生物传感信号采集与分析中的可行性.     

基于面阵CCD的迈克尔逊干涉环计数方法

提出一种基于面阵CCD的迈克尔逊干涉环计数方法。该方法利用面阵CCD采集迈克尔逊干涉环图像,采用图像相减、图像滤波、灰度拉伸、边缘检测、二值化、图像膨胀和细化等方法对采集图像预处理,设计有效区域自动搜索算法确定有效区域中心,提出检测梯度方向角变化的方法对干涉环进行计数。实验结果表明,该方法设计的干涉环计数器精度高,稳定性强,满足了微距离测量的实际应用需求。     

磁致伸缩驱动器在干涉仪动态调整系统的设计与实现

基于超磁致伸缩材料的特性设计制作了一种用于迈克尔逊干涉仪定镜自适应校正的微位移驱动器,分析了驱动器的工作磁场,给出了位移输出的特性曲线。将其应用于激光干涉平台,可对定镜进行两个自由度的倾斜调整,并通过激光干涉信号进行反馈控制,对其发展起了极大的推动作用。     

光纤激光水听器消偏振衰落技术研究

针对光纤激光传感器信号解调过程中干涉仪输出干涉条纹可见度受输入光偏振态变化和两臂单模光纤双折射效应的影响,介绍了一种简单的光纤干涉仪消除偏振衰落技术,通过在M ichelson光纤干涉仪上加2个法拉第旋转镜来提高输出条纹可见度。使用琼斯矩阵法对干涉仪系统进行理论计算,证明法拉第旋转镜旋转角度在理想的45°附近时能达到很好的消偏振衰落效果,并通过实验进行了有效的验证。     

Head–disk spacing measurement based on Michelson interferometry using white light illumination

Head–disk spacing of hard disk drives was measured based on Michelson interferometry using white light illumination. This method utilizes the phase comparison of two interference fringe patterns formed respectively on the inner surface of a glass disk and the air bearing surface of a slider through the glass disk. To suppress interference noise and to further enhance measurement accuracy, low coherent white light was adopted as an illuminating source to replace high coherent laser. A high sensitive CCD digital camera was used to compensate for the attenuation of the brightness and contrast of the interference fringe pattern in the white light-based Michelson interferometer. The captured images and the measured results indicate that the application of white light illumination effectively improves the interference fringe pattern, and the measurement error of extracting the ridgeline can be consequently reduced five times in comparison with a laser. Spacing resolution (=λ/2w) was enhanced to 0.68 nm/pixel in our experiment, closely approaching the extreme spacing resolution (at the largest fringe interval w _max) of 0.64 nm/pixel. Indirect and direct methods for determining fringe interval were proposed, and the latter provides higher accuracy. Head–disk spacing was measured at different spacing resolutions of 2.61 and 0.68 nm/pixel to clarify the effect of fringe interval on measurement accuracy. The results show that tested spacing at larger fringe interval achieves not only better agreement with the calculated example, but also better deviation tolerance characteristics. Based on the advantages, measurement of 10 nm spacing was realized with high accuracy and good repeatability.     

双光路迈克尔逊加速度检波器

研制了一种实用的双光路全光纤迈克尔逊加速度检波器.与单光路结构相比,双光路检波器频带更宽,而且可以实现对检波器敏感元件的横向振动、倾斜和弯曲更好地限制.系统主要包括单模全光纤迈克尔逊干涉仪、简谐振子、信号处理系统.在信号处理过程中采用了交流相位跟踪零差补偿技术(PTAC).实验结果与理论相符合,实测工作频带为0～515 Hz.     

迈克耳孙干涉仪在精密尺寸测量中的应用

应用物理学中的迈克耳孙干涉仪知识,介绍其在精密尺寸测量中的运用.即将被测物体尺寸与标准量块在迈克耳孙干涉仪上进行比较,然后通过测量尾数差,来确定两者的差值,从而获得被测物体尺寸的准确值.     

基于VRML的干涉实验仿真设计与实现

为了打破实验受时间、空间与仪器的限制,设计仿真实验可以很好地解决这个问题。VRML是网上三维虚拟现实技术,3DSMAX6.0是三维动画软件,将3DSMAX与VRML语言结合起来应用于迈克尔逊干涉实验当中,实现迈克尔逊干涉实验的仿真,将迈克尔逊干涉实验的实验操作通过软件系统的仿真呈现出来。