光纤传输的激光振动自混合信号的分析

基于自混合效应的传感技术由于其装置的简单和紧凑而获得广泛应用。提出了光纤作为传输介质条件下观察自混合信号的方法,并观察了振动物体振幅为0.74μm,频率为998Hz时的自混合信号,与自由空间中自混合信号进行了比较。在此基础上,分别基于不同的反馈参数对两种自混合信号进行了模拟,理论模拟和实验结果相符合。分析了反馈参数C对自混合信号的不对称度和幅度的影响,研究表明,自混合信号的不对称度和幅度随着C的增大而增加。光纤作为传输介质时的自混合测振信号幅度和不对称度劣于自由空间系统中的自混合信号,但光纤自混合系统由于其特有的优点仍将广泛应用于二维速度和振动的测量。     

激光干涉仪与纳米精度检测

文章对光外差、移相、正弦相位调制等几种常见的纳米精度干涉测量技术进行了综述 ,并介绍了上海光机所的相关工作 .     

单模 VCSEL 激光自混合测距精度的提高

单模VCSEL激光自混合测距具有测距精度高、功耗低和结构简单等优点。对单模VCSEI。进行了大频偏的三角波电流调制,应用差频模拟锁相环处理自混合拍频信号,明显减小了拍频信号在三角波拐点处固相位突变、波形周期不等以及波形的调幅干扰和失真等因素造成的影响。实验结果表明,提高了测距精度和动态范围。室温下,在单模VCSEL输出功率0．7mW,波长850nm,调制三角坡的频率1．3kHz,幅度0．4Vrms,采样时间0．1S,散射面为粗糙金属片的条件下,测距范围达到50～500mm,测距精度达到2mm,分辨率优于2mm。     

用自混合干涉测量振动

激光二极管自混合干涉信号的频率与外腔振动的速率成正比,为了从自混合干涉信号重建振动信号,采用频率电压变换的方法.用整形后的自混合干涉信号驱动模拟开关,来开关电容做电荷转移实现频率电压变换,用振动的激励信号驱动另一个模拟开关让电容的充电电源随振动的相位变化做极性变换,这样从自混合干涉信号中还原出振动信号.还原出来的信号的振幅与振动的振幅成正比,波形与正弦激励信号的波形一致.该方案操作简便、成本低廉,可以用于有确定激振方式的振动特性测量.     

线性调频激光双干涉仪绝对距离测量的研究

提出一种双干涉仪绝对距离方法，利用参考干涉仪的误差补偿作用，有效地抑制了激光器光学特性相关误差源对外腔半导体激光器线性调频绝对距离干涉测量系统的影响，提高了测距精度。文中介绍了测量原理和实验装置，作了误差补偿分析，并给出实验结果。     

半导体激光端点测长干涉仪实验系统

半导体激光端点干涉测长法是利用半导体激光频率调制特性的一种在长度的两个端点干涉测量长度的新方法。本文介绍基于这种测长方法研制的半导体激光端点测长干涉仪实验的基本原理,构成,定标方法和测量结果。     

激光自混合变速测量的多项式相位参数提取

激光自混合能有效用于匀速运动物体的速度测量,为了加速激光自混合用于物体速度测量的实用化进程,对激光自混合用于变速运动物体的速度测量进行了探索.引入了基于多项式相位参数提取的信号处理算法;基于激光自混合的测速原理,推导了激光自混合用于变速测量时输出信号的多项式相位表示式,也即建立了激光自混合用于变速测量的仿真模型.通过仿真分析证明:在激光自混合变速测量中采用基于相位多项式参数提取的方法,可以获得物体运动的速度和加速度信息;该方法在较低信噪比的情况下仍然适用.     

激光测微仪测量准确度的研究

本文分析了激光测微仪测量部分的基本原理，讨论了主要部件所带来的测量误差，并在此基础上提出了有效的误差校正方法，以提高仪器的测量准确度。     

激光干涉测速用光电开关

介绍激光干涉仪应用特点及对光电开关的要求。研制了一种普克尔开关和相应的控制系统。开关上升时间 4μs,效率 2 0 0∶ 1,全开时间可按实验要求调整     

激光多普勒爆破容器高速变形动态测量技术的研究

为了获取爆破过程中爆炸容器变形参数来分析爆破强度,设计了激光多普勒效应外差纵向测量系统,利用高斯光束理论和束腰特性优化了光路结构.根据爆破过程多普勒信号的特点,研究了相应的数字滤波和频谱分析方法,实现了爆破容器高速形变过程的动态测量.系统的测量形变量程为±30mm,测量形变速度的量程为-10 m/s～+20 m/s,遥测距离为4.5 m.与标准振动台的试验对比,位移测量相对误差小于1%.最后,还给出了圆柱形钢制罐体在20gTNT当量炸药爆破过程中变形的测量结果.     

双光束激光多普勒测速实验系统的不确定度分析

激光多普勒测速技术被广泛应用于流体速度的测量。为减小双光束激光多普勒测速实验系统的测量误差,依据计量技术规范JJF 1059—1999 中规定测量不确定度的分析步骤和方法,针对系统的测量结果,从数学模型和测量方法2个方面,分析了流速测量中不确定度的主要来源。采用不确定度的A类评定和B类评定,对测量结果的各不确定度分量进行评定,得到了测量结果的合成标准不确定度和扩展不确定度。     

压电参数的光反馈干涉测量方法

研究了光反馈自混合干涉现象,建立了干涉法测量形变的原理,从而提出了一种基于光反馈干涉效应测量压电应变常数的方法.设计了梯度迭代算法,由实验数据提取被测压电器件的应变量.用一种已知参数的压电器件对此方法进行了验证,测试结果与参照值误差不超过5%.光反馈干涉测试系统所需光学元器件少、结构紧凑,既能用于实验室也能用于工厂车间.     

弹丸初速激光测定系统研究

本文对多普勒雷达测速、天幕靶测速和激光测速的原理进行了对比分析,详述了以89C52单片机为核心的新型激光初速测定仪原理、电路设计和火炮初速推算方法.同时,围绕影响测试精度的因素进行了分析探讨,确定了测定各种火炮初速所需的靶距和第一靶距炮口的最小距离.     

基于激光多普勒技术的扭矩测量研究

提出一种基于激光多普勒技术和光学外差的原理进行扭矩测量的改进方法。分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴2个平行截面4个点上,测量两个截面的相对速度,经过积分得到两截面相对转角,最终实现扭矩的测量。该系统只用1个光探测器和1套解调电路,直接测量转轴2个截面相对速度,避免了多套解调电路延迟时间不同带来的误差,提高了扭矩测量的精度。     

基于大面积激光光幕的弹丸速度测试技术研究

针对弹道散布范围大或被测飞行物体尺寸大的测速场合,介绍了一种实现大面积有效靶区激光光幕速度测量的方法.采用圆弧柱面反射镜及置于其两共轭点上的半导体激光二极管和大面积光敏器件形成大面积有效光幕区.当高速飞行物体穿越激光光幕时,光通量的变化被转变为电信号并采集到计算机进行数据处理.文中对圆弧柱面反射镜所引起的像差及有效光幕区内的光功率密度的分布进行了建模分析;利用有效光幕区为900 mm×900 mm及500 mm×500 mm的系统分别对5.6 mm弹丸穿越动物及某大口径弹丸的速度进行了测试,并给出了试验波形及测试数据.试验表明,该测速系统具有有效光幕区面积大、灵敏度高、响应速度快、工作可靠的优点.     

基于激光自混合干涉的轧辊磨损在线检测方法

提出了一种非接触式轧辊磨损在线检测的方法。研究了轧辊磨损量在线检测的原理及方案,利用激光自混合干涉位移传感器进行多点测量,将轧辊磨损量转化为微位移量进行检测,从而得到磨损量。信号处理中基于相位展开原理进行自混合干涉相位提取,重建外腔物体运动信息,并利用插值法降低了辊身振动和随机噪声的影响,提高了系统测量分辨率与精度。实验结果表明,该方法的测量分辨力可达到几十微米。     

水下激光测速系统

本文简要地介绍了水下激光测速系统概况,研制背景和国内外相关技术,重点论述了水下激光测速系统的三大组成部分:水下区截装置、信号采集系统、水下试验模拟装置的技术方案,它们的设计要点、关键技术等,分析了它们的误差,通过实际应用阐明了水下激光测速系统的新颖性、先进性及它在水下轻武器研究中的作用和价值.     

温度影响测量精度的研究方法及室验装置

本文论述了温度对精密测量的影响及传统温度误差公式的不足之处，指出提高温度误差修正精度的途径，并介绍一种新型的高精度受温变形的测量装置