电调谐波长移相干涉术

为了实现一体化结构干涉仪的现场数字化检测,提出了一种电调谐波长移相干涉术,通过控制注入电流,调制半导体激光器（LD）的波长,从而实现时域移相干涉。通过优化传统的随机移相干涉模型,采用最小二乘求解线性回归模型迭代算法求解相位,抑制了电调谐的控制精度有限、LD非线性引起的不等间隔移相,以及环境震动引起的各采样点位相变化不同步的干扰。将该方法应用于现场检测的便携式斐索干涉仪上,利用其与Zygo GPI XP/D型干涉仪测量同一块光学平晶,测量结果的峰谷值偏差为9.91 nm,均方根值偏差为5.22 nm,能满足现场定量检测的精度要求。该方法还可以应用于其他类型的激光干涉仪中。     

同步移相干涉的测量性能

详细分析了一种基于二维正交光栅衍射的同步移相干涉测量系统的组成结构,包括干涉系统、空间分光部件、偏振移相部件以及图像采集与处理系统。选择了二维正交透射光栅的四个衍射级次的光束作为测试光,理论和实验都证明这种方案具有良好的分光效果;用偏振方向依次改变45°的四片偏振片构成偏振阵列作为移相器件,并根据空间一致性要求,分割得到依次具有90°移相的四幅独立干涉图,获得了较高的移相精度;在幅频积低于100 Hzλ的振动环境中,系统测量重复性的峰谷值优于0.02λ,可以用于一般的在线检测和动态测量。     

白光显微干涉三维形貌测量中的移相误差校正方法

白光显微干涉术通过驱动干涉显微物镜垂直扫描移相,采集低相干干涉图序列,定位干涉包络中的零光程差位置,获取待测表面的三维形貌。微观形貌的计算由获取粗略形貌的垂直扫描（VSI）算法和获取精细形貌的移相（PSI）算法两部分组成。通常情况下,设置垂直扫描移相的步长为八分之一中心波长,但移相器误差和干涉显微物镜数值孔径效应等都会使得移相量偏离π/2。文中采用基于对比度变化重心提取的VSI算法,4M幅法和7幅法两种PSI算法,分别讨论了两种类型移相误差对形貌计算的影响。理论和数值分析结果表明,在宽带光作用下,7幅法仍对移相误差不敏感,4M幅法产生的精细相位误差形式恰好与干涉物镜数值孔径效应对条纹展宽的影响相一致,在从精细相位转换为精细形貌时相互抵消。因而,采用基于对比度变化重心提取的VSI算法和4M幅PSI算法计算形貌数据,干涉物镜数值孔径效应造成的移相误差无影响,移相器误差造成的形貌复原误差可以通过预先测量已知高度的标准台阶进行标定去除。应用上述移相误差校正方法测量了高度为460 nm的台阶,形貌测试结果正确且鲁棒。     

干涉条纹空间频率对数字叠栅移相干涉测量精度的影响

基于数字叠栅移相干涉原理,分析了CCD像元尺寸、随机噪声和量化误差对采样后干涉条纹和合成叠栅条纹对比度的影响,并就干涉条纹频率对叠栅移相干涉相位测量精度的影响进行了理论分析和仿真研究。结果表明,随着干涉条纹空间频率的增大,CCD的采样过程、随机噪声和量化噪声会影响叠栅条纹信号的对比度和信噪比,并通过相位解算过程直接影响数字叠栅移相干涉的相位测量精度。以相位测量精度为π/50(折合光程差精度为λ/100)作为判断标准,对应可探测干涉条纹的最大空间频率为0.45λ/pixel,为后续数字叠栅移相干涉测量范围的研究提供了定量理论依据。     

波长调谐随机移相算法的研究

波长移相干涉仪可用于大口径光学元件的测试。其移相量需经过标定方可采用定步长移相算法计算相位分布。在长腔长测试条件下,由于激光器的波长调谐控制电源的精度有限,以及环境振动、气流扰动等的影响,采用定步长移相算法求解相位分布的精度不高。在随机移相算法的基础上,提出了波长调谐随机移相算法,并将其应用于大口径波长移相干涉仪中。在对该算法进行模拟仿真,验证了算法的可行性及精度后,进行了实验研究。实验结果表明,在波长移相干涉仪中运用该方法,可以很好地解决长腔长测试条件下的相位计算问题,且与被测件的理想相位比较,精度较高。     

基于波长移相干涉技术的多表面信息分离

利用波长移相干涉技术对平行平板的前后表面同时进行非接触测量在光学检测领域具有重要意义.阐述一种可实现平行平板前后表面干涉混叠信号解相的时域加权算法:加权36步采样算法.首先基于算法原理与约束条件进行了加权多步采样算法的基础分布参数的设计,进而得到前表面、后表面、厚度变化干涉信号的采样权值.利用该权值进行加权操作即可得到...     

同步移相抗振光干涉测量技术研究进展

从移相单元分光以及相移形成角度对同步移相干涉光抗振技术的研究进展做了综述,分析了影响该技术的关键问题,对光干涉测试领域相关研究具有一定指导的推进作用。     

卫星移动通信系统多谱勒频移校正技术研究

文中提出了一种同步轨道卫星移动通信系统移动站校频的方法,分析了多谱勒频率校正原理,给出了普通移动终端适于大动态范围多谱勒频移变化的改造方案,验证了方案的可行性,并对结果做了分析和评述。     

基于正交鉴相的高精度基带频率测量器实现方法

通过对正交鉴相实现的频率测量原理进行推导,找出一种将频率测量转换成相位测量的方法.工程实现过程中信号的相位信息经常受温度的影响变化很大.通过对不同温度条件下的相位误差进行分析,提出一种基于多阶差商插值技术的相位量化编码修正方法.首先在多种温度条件下计算机采集相位幅度信号,然后采用软件自动计算和扩展的方法生成相位编码校正表.输出频率码与工程实践的频率误差修正值相结合得到最终测量结果.很好解决了基带频率测量器可靠性差和频率测量不稳定的难题.     

移相器类进动现象对干涉测量的影响

压电晶体(PZT)光学移相器作为移相干涉仪(PSI)的关键部件，其移相误差直接影响被测波面的相位复原精度。分析了压电晶体移相器在移相过程中导致干涉图旋转的原因——类进动，其本质是移相器在伸长的同时其参考镜端面法线方向绕着伸长方向产生旋转。利用典型的Hariharan五步移相算法。得出了类进动现象所导致的波面相位复原误差计算公式，给出了在测试孔径上的误差分布图。对影响误差大小的主要因素如干涉条纹的宽度、旋转的角度和测试口径等进行了具体分析，由此推导出在移相干涉仪光学调整过程中控制干涉图旋转误差的准则。     

脉间变频测量雷达正交误差的实时修正方法

针对脉间变频RCS测量雷达采用模拟正交解调方法获得同相分量和正交分量所引入的解调误差,提出了一种实时校准方法。该方法通过引入校准支路,将从测试信号耦合出的校准信号经固定延时和衰减后与回波信号在同一个脉冲周期内依先后顺序采集,由于校准支路信号只与系统内部状态有关而与测试目标和场地无关且间隔很短,可使用校准支路所得到的误差校准测试通道的信号。通过校准支路的应用可在系统整个工作时间内随时对解调误差进行修正。给出了校准支路的分析及设计,对使用模拟器测试的结果讨论了修正算法。     

锯齿形取样鉴相频率合成器混沌现象的研究

本文研究了锯齿形取样鉴相频率合成器环的混沌现象,通过验证原系统模型的相应降价系统存在快返反射点（snapnack repeller) ,从而证明了原系统有混沌输出。并给出了混沌的系统参数间的关系系。     

基于误差校正的双频连续波测距性能分析

针对正交解调接收机通道不平衡的校正问题,利用双频连续波雷达基于快速傅里叶变换比相测距的特点,提出了一种正交解调误差的频域校正方法。首先基于频域分析求出所需要的校正系数,然后实现正交解调误差的校正,达到提高连续波雷达测距性能的目的。通过仿真验证了校正方法的有效性,校正系数的估计方差与克拉美-罗界渐进一致。通过校正后,由通道不平衡引起的测距系统误差被有效地解决,从而改善了双频连续波雷达的测距性能。     

一种快速光纤光栅匹配解调系统的研究

利用一种新型快速光纤光栅匹配解调方法实现了光纤光栅传感信号的高精度大范围快速解调。通过对两组并联匹配光纤光栅的组合扫描,加快了信号的解调速度,解决了双值问题,减弱了光纤光栅啁啾效应的不良影响。以数字信号处理器驱动并解调匹配光纤光栅,解调后信号由上位机进一步处理和显示,使得系统性能得到提升和优化。实验结果与理论分析取得良好的一致性。     

Multilayer phase correcting fresnel zone plate reflector antennas

Owing to its flat nature and light weight etc., the Fresnel zone plate antenna is becoming very attractive for such applications as DBS reception and receive-only VSAT. The disadvantages of low efficiency and high sidelobes of the simple and the phase reversing zone plates can be improved by using phase correcting techniques. In this paper, a systematic investigation on the efficiency and sidelobe performance of subzone phase correcting zone plate antennas is presented. The design of a form of multilayer phase correcting zone plate reflector is described. A quarter-wave zone plate reflector constructed with three dielectric layers and metallized rings is reported, with measured peak efficiency of 55 per cent.     

一种基于DDS的宽带频率合成的设计

针对高性能DDS芯片AD9858设计宽带频率合成器,分析DDS的工作原理,给出宽带频率合成器的原理框图和实现过程,并对软件控制流程进行了详细说明,结合理论对系统的相位噪声和杂散性能做了简要分析和计算,最后获得测试结果验证了基于AD9858宽带频率合成器有较好的相位噪声和杂散,达到了预期的目标。     

频谱监测射频接收机频谱纯度的影响因素分析

频谱监测射频接收机的输出频谱质量是频谱监测系统获得辐射源正确的频谱信息和内涵信息的关键.介绍了一种应用于频谱监测的宽带射频接收机架构,分析了影响该架构射频接收机输出频谱纯度的主要因素即相位噪声的影响机理,并给出了改善相位噪声的方法.相位噪声改善前后对解调性能的比对表明,解调误码率降低了一个数量级.     

GPS信号捕获算法Matlab/Simulink仿真

为了评价GPS信号并行码相位捕获算法、并行频率捕获算法、线性捕获算法3种常见捕获算法捕获性能的优劣,采用Matlab/Simulink工具对其捕获效果进行仿真分析。首先理论分析三种捕获算法的优劣,再用Simulink模拟信号源,M文件实现捕获过程的方式,并以捕获时间作为标准,得出并行码相位捕获所用时间最短,并行频率捕获时间相对较长,线性捕获最慢的结果。这些算法的仿真实现和捕获性能的比较,对接收终端捕获模块的研发工作具有一定的参考与指导作用。     

AM信号数字化解调方法研究

数字信号相比模拟信号而言,具有许多优点,因此数字化信号处理得到了越来越普遍的运用,而幅度调制信号数字化处理也会得到更多的运用。对于幅度调制信号的数字化解调,目前最常用的是正交相干解调的方法。但是这种方法消耗资源较多,使用数字器件易引入误差。为此文中提出了一种包络解调算法,该算法简单实用,误差较小,具有较高的工程应用价值。     

Design of Demodulation System of Interferometric Sensor Based on Labview

For the modified demodulation arithmetic of 3 × 3 coupler, the processing software built on the basis of Labview is able to demodulate asymmetric 3×3 coupler signal and do further spectrum analysis. It shows that the measured frequency ranges from 10 Hz to 1 000 Hz and phase range is covered by --10 rad～10 rad. The phase sensitivity is 0. 5 V/rad. This system is proved to show high resolution and wide dynamic range.