光纤干涉仪条纹动态测量技术

针对光纤干涉仪条纹的CCD动态测量技术,分析了限制条纹最大允许移动速度的因素,提出了采用中值滤波提高信号处理速度的方法。在条纹移动速度成指数增长时,实验观察了条纹位移测量值的变化情况,并进行了中值滤波实验。结果表明,条纹的最大允许移动速度除受CCD的场频和信号处理时间影响外,还与干涉仪使用的光源波长和光纤直径以及两光纤间的距离有关;中值滤波可以缩短信号处理时间,同时获得较好的滤波效果。     

埋入光纤Mach-Zehnder干涉仪检测复合材料梁的分层

将光纤Mach-Zehnder干涉仪的传感臂埋入到复合材料梁的中性层来检测梁的分层。不论梁是连续支撑还是简单支撑,均取得了很好的实验结果。通过用榔头连续下压梁,由光纤干涉仪可以得到一条输出曲线,从这条曲线就可以准确判断梁内部是否存在分层,以及分层的位置。     

可判向光纤位移干涉仪在振动测量中的应用

提出了基于光学多普勒效应和外差方法设计的可判向光纤位移干涉仪,装置采用光通信行业中已经发展成熟的器件,主要有带尾纤的半导体激光器、1×2光纤耦合器、三端口环形器、光纤探头、3×3光纤耦合器、探测器以及示波器等构成.在原有结构的基础上,增加了光纤放大器和光纤滤波器,大大提高了信号光光强.结合李萨如图形给出了可判向光纤位移干涉仪的信号处理方法.利用该干涉仪测量了压电陶瓷的振动,实验表明能够测量的最小振动峰峰值为0.43 μm,并根据实验分析了干涉仪测量微位移的一些制约因素.研究表明,制约干涉仪测量微位移能力的主要因素是3×3光纤耦合器的非理想性,如3×3光纤耦合器输出干涉信号的位相差不恒定.     

外差式激光干涉仪应用于正弦直线和旋转振动测量技术的研究

介绍外差式激光干涉仪和应用于旋转振动测量的衍射光栅技术理论和工作原理。针对马赫-泽德外差式激光干涉仪在绝对法振动校准技术中的应用，简要介绍了测量系统另外两个重要组成部分（频移变换和数字信号处理）的原理、算法和技术实现。这种振动测量系统与正弦直线和旋转激振系统相配合，采用同一种正弦逼近的信号处理方法，可实现直线振动量（位移、速度、加速度）和旋转振动量（角位移、角速度、角加速度）两大类型、各种振动传感器幅相特性绝对法的精确校准。     

绝对测量小距离的波长扫描-光纤双干涉仪系统

介绍了用于测量小位移的波长扫描－光纤法布里－珀罗干涉仪系统。用扫描波长作为“中介”,比较参考腔长和传感腔长,可以“准绝对”地测量传感腔的长度。这个测量与波长扫描的准确度无关,仅依赖于参考腔的长度,而通过将传感腔改变一个已知距离,就可以简单地“自标定”参考腔的长度。     

用光纤干涉仪检测I形复合材料梁腹板/翼缘连接处的分层

介绍了一种在超声回弹波频谱分析基础上用光纤干涉仪来检测I形复合材料梁腹板/翼缘连接处分层的方法, 利用超声发射器在I形梁中产生应力波, 用表面粘贴的光纤干涉仪来接收应力波产生的输出信号, 对此信号进行频谱分析可找到I形梁的分层位置。理论分析和实验都表明了此方法探测复合材料梁腹板/翼缘连接处分层的可行性。      

用光纤干涉仪检测I形复合材料梁腹板/翼缘连接处的分层

介绍了一种在超声回弹波频谱分析基础上用光纤干涉仪来检测I形复合材料梁腹板/翼缘连接处分层的方法,利用超声发射器在I形梁中产生应力波,用表面粘贴的光纤干涉仪来接收应力波产生的输出信号,对此信号进行频谱分析可找到I形梁的分层位置。理论分析和实验都表明了此方法探测复合材料梁腹板/翼缘连接处分层的可行性。     

表面粘贴光纤干涉仪测量复合材料梁的分层

从理论上和实验中分别讨论了将光纤干涉仪的传感臂粘贴在梁的表面时，在简单支撑和弹性连续支撑条件下，通过检测光纤(即梁的表面)的形变，检测复合材料的分层，理论分析和实验都表明，在连续支撑下，可以测量出分层的存在，在有分层的地方，干涉仪的输出会反向，在简单支撑下，不能测出是否存在分层，因为材料本身的变形对粘贴在表面的光纤的影响远远大于分层的影响，这一技术也适用于复合材料修补后的脱层检测。     

N元光纤光栅传感器阵列解调信号的最低可见度分析

研究了非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪解调N元光纤光栅传感器阵列时的偏振衰落问题．运用邦加球和光纤偏振光传输理论，利用简化模型，通过详细的理论分析，得到优化控制下阵列传感信号最低可见度的下限表达式，并通过计算机仿真，验证了结果的正确性，并详细分析了仿真实验的结果．     

基于特征点的光纤位置检测方法

介绍对光纤端部位置的非接触检测方法。以面阵CCD为传感器,检测光纤端部出射光斑,采用“重心法”提取光斑的特征点表征光纤的位置。着重分析了光源稳定性、CCD性能、AD采样位数对测量结果稳定性的影响。实验表明,基于特征点对光纤端部检测,重复精度达到0.7%的CCD像素,系统具有良好的稳定性。     

移相干涉仪环境微扰的外差检测及信号处理

对环境微振动干扰进行补偿可减小移相干涉测量的误差,其中振动量的检测是实现振动补偿的前提。以声光调制器作为光学移频器,在移相式平面干涉仪中组合成外差干涉测振系统,可以实现光程差微小变化(范围为0到1/2波长)的实时检测。在外差信号处理中采用单片RF/IF相位测量芯片直接对两路40MHz模拟信号进行比相,简化了通常使用的数字测相方法,其精确测相的典型非线性值小于1度。用该系统实际测量了周期性振动和地面冲击振动对干涉仪的影响,获得了干涉仪所受微振动的幅度和相位。     

激光干涉仪在纳米测量中的典型应用

激光干涉仪具有测量分辨力高、测量结果可溯源等优点,在纳米测量中的应用日益广泛。介绍纳米测量机和低膨胀材料线膨胀系数测量装置中应用的迈克尔逊型激光干涉仪以及在高准确度位移测量装置中应用的法布里-珀罗型激光干涉仪,并结合这些实例对激光干涉仪光学系统设计、测量环境控制、迈克尔逊干涉仪非线性误差补偿以及法布里-珀罗干涉仪量程扩展等方面的关键问题进行分析和总结。所述原则和方法对实现纳米级测量准确度具有重要意义,可为高准确度激光干涉仪的研制及其在纳米测量中的更广泛应用提供技术参考。     

双波长激光量块干涉仪减小量块中心长度测量不确定度的措施

该文总结了双波长激光干涉仪研制过程中减小量块中心长度测量不确定度的几项重要措施,该干涉仪对量块中心长度的测量不确定度达到(0.02±0.2L)μm,并已成功应用于高等级量块的自动测量。     

用于检测激光棒的变倾角马赫-曾德尔干涉仪

为实现激光棒透射波前的测量,改善一般泰曼型或斐索型干涉仪测量小口径激光棒透射波前时的边缘衍射效应,研究了一种变倾角移相马赫-曾德尔干涉仪。通过调整移相反射镜的倾斜姿态,改变入射到马赫-曾德尔干涉光路的光束倾角,参考光束与测试光束的光程差随之变化,从而在相干光之间引入相移,实现了相移干涉测量。利用该干涉仪测量一根口径为Ф6 mm、长度为60 mm激光棒(Nd:YAG)的透射波前,测量结果的峰谷值(PV)为0.391λ,均方根值(RMS)为0.056λ;使用ZYGO激光干涉仪测量同一根激光棒,其透射波前的峰谷值(PV)为0.370λ,均方根值(RMS)为0.064λ。对比结果表明该干涉仪能实现光学元件透射波前的高精度检测,测试结果的一致性验证了该方案的可行性。该变倾角移相方法具有较高的移相精度和较大的移相范围,且该变倾角干涉系统中光束仅一次透过待测激光棒,可有效抑制多光束干涉现象,改善小口径激光棒的边缘衍射效应。     

Simulation of the initial tuning of a Mach-Zehnder interferometer

A phase difference equation is obtained describing the interference pattern of the initial tuning of a Mach-Zehnder interferometer on the basis of simulating the mutual orientation of wave fronts. The effect of parameters on this tuning is analyzed. A procedure is suggested for computing interferograms for any initial tuning. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 9, pp. 30–33, September, 2006.     

In-fiber liquid-level probe based on Michelson interferometer via dual-mode elliptical multilayer-core fiber

Abstract

An in-fiber liquid-level probe fabricated from homemade dual-mode elliptical multilayer-core fiber (EMCF) was proposed and experimentally demonstrated. The proposed sensor simply consists of a segment of the EMCF with one end coated with silver film, and a Michelson interferometer is roughly established when light from single-mode fiber incident from the other end. The detected interference patterns, rather clean due to the few-mode property, shift as the liquid level due to strong interaction between high-order modes and measurands through evanescent waves. Both the propagation characteristics and operation principle of such a sensor were demonstrated in detail, and sensitivities of 33.48, 43.35, and 48.93 pm/mm corresponding to liquid indices of 1.333, 1.353, and 1.373 were successfully achieved with a 50-mm EMCF probe, respectively. Moreover, the proposed sensor had the potential to discriminate measurand index after proper calibration.     

Quantum information technology with Sagnac interferometer: interaction-free measurement,quantum key distribution and quantum secret sharing

The interferometry of single-photon pulses has been used to implement quantum technology systems, like quantum key distribution, interaction-free measurement and some other quantum communication protocols. In most of these implementations, Mach–Zehnder, Michelson and Fabry–Pérot interferometers are the most used. In this work we present optical setups for interaction-free measurement, quantum key distribution, quantum secret sharing and secure classical prisoners' dilemma game using the Sagnac interferometer. The proposed setups are described and as well the quantum protocols using them are explained.