基于FPGA的单频激光干涉仪高速相位检测器设计与实现

设计并实现了一种对正交信号进行高速相位检测的FPGA电路,并将其成功应用于自制单频激光干涉测长系统中。该电路主要采用CORDIC算法并使用流水线结构,同时为了矫正实际测量时正交信号存在的畸变,增加了信号修正处理部分。仿真和实验结果表明该电路稳定可靠,满足高速、高精度相位检测的需求。     

电子战装备干涉仪相位稳定性分析

立足于电子战装备工程设计与应用,对干涉仪测向体制电子战装备的相位稳定性进行了探索与分析,开展相关试验,结合试验数据进行了原因分析,提出部分预防与改进措施,以期改善系统性能,提高装备测向精度,并为同类工程设计应用提供一定参考。     

激光干涉仪线性测长的准直调节方法

概述了激光干涉仪在半导体工艺设备精度分析领域的应用,简单介绍了光路准直对线性测长的影响。依据激光干涉仪的准直测量原理,详细介绍了激光干涉仪准直的调节方法。     

基于虚拟基线的干涉仪测向改进方法

复杂电磁环境下对复杂电磁信号进行测向是电子信息侦测的必要手段。并针对传统数字相位干涉仪解模糊和天线布设等技术问题,根据干涉仪测向基本原理,提出了一种基于虚拟基线的相位干涉仪方法,并利用大数判决准则对干涉仪测向估计方法进行了改进,改善和提升了测向性能。通过理论分析与仿真验证了该干涉仪设计与改进方法的有效性、可行的,同时该方法有利于工程实时实现,对实际工程应用有重要的参考意义,尤其是多长基线和多种天线阵形式的干涉仪系统。     

用于纳米测量的集成化单频激光干涉仪

研究了一种基于偏振光的集成式单频激光干涉仪。利用偏振光学变换方法,实现了干涉仪的光学4细分结构,提高了测量灵敏度;构建4路正交探测结构,实现了干涉仪的无源偏振调制,扩大了干涉仪测量范围;采用光路集成化的设计方法,实现了一体化干涉仪光路集成。对激光干涉仪进行振动测量实验研究,结果表明,静态位移测量误差小于±0.3 nm,振动测量的分辨率达10 pm/Hz1/2;上述集成单频激光干涉仪具有测量精度高、稳定性好、动态范围宽、受环境影响小等优点,可被广泛用于纳米测量的各个领域。     

一种多基线相位干涉仪设计方法

根据逐次解模糊算法提出一种相位干涉仪天线阵的基线设计方法,给出设计步骤,推导各基线长度的解析表达式,分析相位干涉仪的主要指标（测向精度、最大允许相位测量误差、最小天线间距）与干涉仪天线阵参数（基线数目、虚拟基线、基线长度）之间的关系。最后,通过仿真实验验证提出的基线设计方法的有效性。     

基于基线比值法的多基线相位干涉仪解模糊算法研究

相位干涉仪解模糊通常有两种算法：一种是长、短基线结合的逐级解模糊算法,另一种是基于互质数比的基线比值法。逐级解模糊算法要求构造最短基线,且最短基线应保证无模糊;基线比值法没有最短基线的限制,只需要保证基线长度互质。研究了基于基线比值法的多基线相位干涉仪解模糊算法,分析了正确解模糊对相位测量精度的要求,给出了典型干涉仪基线配置方案,最后通过仿真试验进行了验证,为干涉仪工程优化设计提供了理论指导。     

激光干涉仪无线测控的设计和实现

针对传统激光干涉仪需要手动调节光学部件问题,设计并开发了一种激光干涉仪无线测控系统,该系统可以无线调节激光干涉仪光学部件的位置。系统采用nRF2401无线射频技术,与传统的nRF2401运用相比,该系统采用奇偶校验和CRC校验的双重校验,提高无线射频传输数据的正确率。同时系统采用闭环控制,提高了激光干涉仪的精确度和稳定性,避免了光学部件的过量调节对激光干涉仪的损伤。     

激光自混合干涉仪的实验研究

分析了激光自混合干涉仪位移测量误差及特点 ,提出了干涉仪的设计原则。对激光自混合干涉仪的系统稳定性与测量分辨力进行了实验研究 ,给出了改善系统稳定性与测量分辨力的有效方法。     

基于光纤M-Z干涉仪相干度变化的超窄线宽激光器跳模检测研究

超窄线宽激光器随机发生的跳模现象,作为一种干扰或噪声,是降低光学相干检测系统性能的重要因素。为了有效检测单纵模超窄线宽激光器的模式稳定性,提出一种基于光纤M-Z干涉仪的超窄线宽激光器跳模检测方法,该方法通过在干涉仪内引入相位生成载波(PGC)外调制技术,将激光器跳模过程中光源相干性的变化转化为干涉仪相干度的突变,从而实现对整个跳模过程的实时监测。实验结果表明,该方法在检测灵敏度上有明显优势,能够有效监测跳模的持续时间、模式竞争随时间演化的动态过程等跳模细节,尤其适合用于短直腔激光器的跳模检测,并且能为光纤激光器跳模现象的预测与主动抑制提供重要参考。     

高分辨率光纤激光传感系统

提出并实现了一种基于光纤光栅(FBG)激光器的高分辨率光纤传感系统。通过在一段高增益有源光纤写入光纤光栅形成光纤激光传感器,待测信号作用在激光器上引起激光频率变化,采用偏振无关的非平衡迈克耳孙光纤干涉仪将激光频率变化转化为干涉仪相位变化。干涉仪输出的信号经过光电转换后,用采集卡转换为数字信号输入计算机,最后利用改进的归一化相位载波(PGC)解调技术,实现信号的高分辨率解调。实验表明该传感系统的动态应变分辨率达到了5.6×10-4nε/Hz,并且解调结果与待测信号具有良好的线性关系。     

光程差倍增的纳米级精度激光干涉仪

介绍了一种新型的纳米级精度位移测量激光干涉仪。提出了耦合差动干涉的新方法。通过对光程差进行倍增 ,提高了干涉仪的分辨率和稳定性。该干涉仪结构简洁紧凑 ,光路布局对称性好 ,不存在死光程 ,容易装调 ,符合阿贝原则和结构变形最小原则 ,在 10 mm (可以扩展至 50 mm )测量范围内 ,获得了λ/16 0 0的分辨率和纳米级的测量精度。     

半导体激光微小振动实时反馈式干涉测量仪

提出了一种带有反馈系统的半导体激光正弦相位调制干涉仪。该干涉仪可以实现对微小振动的高精度实时测量。通过一个简单的信号处理系统对干涉信号进行分析 ,获得实际振动的振幅和频率。由于引入反馈系统 ,减低了测量误差 ,排除了环境噪声的影响。给出了具体的理论分析和实验结果