F-P标准具间距高精度测量

提出一种通过测量F-P标准具透射峰移动个数与F-P标准具入射角度改变的对应关系,从而求得F-P标准具间距的高精度测量方法。当角度测量精度为30″,光谱仪精度为2 GHz时,该方法测量F-P标准具间距的相对误差为4×10~(-4).     

激光器中F-P标准具的研究

导出了构成F-P标准具的两个表面具有不同反射率,同时包含吸收损耗在内的F-P标准具透射率一般表达式。当两个表面具有相同反射率同时忽略吸收损耗时,该一般表达式就过渡到通常文献或书籍中的表达式。而当两个表面具有不同反射率同时忽略吸收时,发现这种情况下的最大透射率不再是100%,而是有了一定的反射,同时两个表面的反射率相差越大,这种影响越明显。     

利用F-P标准具实时测量激光波长的研究

本文详尽分析了利用F-P标准具实时测量激光波长的理论依据和误差,初步实现了利用F-P标准具实时测量激光波长,并探讨了该方法的发展前景及潜在的困难。     

用标准具法测量材料的弹性模量

将激光器的工作频率稳定在Fabry－Perot标准具的本征模上，当标准具受到轴向应力作用时，应变可利用拍频技术进行测量，应力用力传感器测量即可高精度测得Fabry－Perot材料的弹性模量．     

F-P光纤标准具高精度温控系统设计与算法研究

F-P标准具凭借其结构简单、体积小、精度高等特 点在光通讯、光纤传感、激光器等领域有着广泛的应用。但受环境温度变化的影响,F-P标 准具尤其是固体腔标准具的光学特性(透射、反射谱)发生一 定漂移。如何让F-P标准具更好地对抗外界温度变化并提高其光谱稳定性,在实际应用中有 着重要意义。 本文针对光纤接口的固体腔F-P标准具提出了一种高精度温控设计方案,首先通过对光纤标 准具进行稳态 热分析,设计了低热阻恒温结构。并使用经过优化PID参数后的增量式PID温控算法,结合高 精度温控 电路,实现了对光纤固体F-P标准具的精确温度控制。实验结果表明,在0℃~45 ℃的环境下,内部温控 精度可达±0.004 ℃,F-P透射谱中心波长漂移量＜0.3 pm。     

F-P干涉仪在长度测量领域的应用

F-P标准具和干涉仪利用多光束干涉的原理,产生极锐的干涉条纹并且谐振频率对F-P腔长的变化非常敏感,根据这些特点,从利用F-P干涉仪进行激光器的频率锁定、稳频,光学倍程精密定位和纳米测量三个角度综述了在长度测量领域F-P干涉仪的发展情况;在分析主要存在的问题和解决方法的基础上,讨论了F-P干涉仪的发展方向,并指出在纳米测量中F-P干涉仪将起到越来越重要的作用。     

基于双F-P标准具的直接探测测风激光雷达

研制了基于双F-P标准具直接探测的地基测风激光雷达.简要回顾了双边缘直接探测技术,介绍了系统结构与控制.为验证系统测量结果的准确性,研制了多普勒校准仪.在+40 m/s动态范围内的校准实验表明:当累计光子数达到2 000时,测风激光雷达系统对靶盘径向转速测量的标准误差为0.6 m/s.风场观测初步对比实验时,测风激光雷达的测量结果与风廓线测量结果一致.给出了24 h连续大气风场观测的结果:风场观测的垂直分辨率为21.2m,每个径向观测的累积时间1 min,当激光雷达扫描视场内有云层时,测风激光雷达的探测高度可达10 km.     

F-P干涉仪在长度测量领域的应用

F-P标准具和干涉仪利用多光束干涉的原理,产生极锐的干涉条纹并且谐振频率对F-P腔长的变化非常敏感,根据这些特点,从利用F-P干涉仪进行激光器的频率锁定、稳频,光学倍程精密定位和纳米测量三个角度综述了在长度测量领域F-P干涉仪的发展情况;在分析主要存在的问题和解决方法的基础上,讨论了F-P干涉仪的发展方向,并指出在纳米测量中F-P干涉仪将起到越来越重要的作用。     

用Fabry-Perot标准具或光栅测量超短光脉冲的光谱带宽

本文讨论用Fabry-Perot标准具或光栅测量超短光脉冲带宽的问题,推导出超短光脉冲产生的干涉条纹和衍射条纹的公式,指出在有些情况下不能用通常的公式计算带宽。     

热膨胀系数的高精度自动测量方法

将空气劈尖的等厚干涉原理与CCD图像处理技术相结合,提出了一种对材料热膨胀系数进行高精度自动测量的新方法.详细介绍了当材料受热膨胀引起空气劈尖的其中一个平板玻璃平移时,如何利用干涉条纹图像实时采集处理系统对干涉条纹的移动量进行跟踪测量的原理与过程,并由导出的材料受热膨胀时的绝对伸长量与干涉条纹移动所掠过的CCD像元个数间的关系,用最小二乘法对材料热膨胀系数进行了计算.实验结果表明,新方法是可行的,热膨胀系数的相对不确定度为1.1%.与通常的测量方法相比,新方法能够减小因公式不当近似引入的系统误差,因而更合理.     

高分辨率光栅精密定位系统研究

为了使光谱分析仪(Optical Spectrum Analyzer, OSA)能精确测量窄谱宽光信号,要求光栅转动一圈分辨200万个点。设计了一种基于衍射光栅、直流无刷电机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM)和光电编码器的高分辨率光栅定位系统。实现了基于比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation, PID)的高精度闭环调速控制技术,以驱动BLDCM带动光栅的转动。同时,高精度光电编码器快速检测并反馈光栅的角位置,细分电路对编码器的输出信号作进一步细分。将输出信号的分辨率从16000点/圈提升至2048000点/圈,极大地提升了光栅定位系统的整体分辨率。通过实验测试了光栅扫描速度、波长重复性和波长准确度等性能指标,验证了光栅定位的精度和分辨率。     

高精度频率测量系统设计与实现

常规的信号处理中快速傅里叶变换法不能满足频率精度要求。本文介绍了一种基于DFT变换的幅值曲线拟合算法用于改善频率测量精度。     

基于LABVIEW光谱分析仪控制程序的设计及实现

为了对光谱分析仪采集的光谱数据进行实时、准确、有效的导出及处理,应用LabVIEW图形化编程语言对日本Advantest公司Q8344A型光谱仪进行了控制程序设计。采用硬件和虚拟仪器相结合的光谱自动测试系统,该系统不仅测试自动化程度高,测量范围宽,而且能根据测试对象不同的需求改变测量方案。基于LabVIEW编程平台,使该测试系统具有很强的数据处理功能。结合C+L波段的ASE光源,对波长范围在1520~1610μm的光谱图像采集、数据导出及光谱图绘制,验证了程序的可行性。实验结果表明,该系统为光谱分析仪的实验操作提供了一个新的途径     

用光谱分析法测量单模光纤的偏振模色散

本文介绍了光谱分析法测量单模光纤偏振模色散（ＰＭＤ）的理论根据和测试实验装置以及实测结果。由于目前单模光纤偏振模色散测试仪表价格昂贵,所以本文介绍的方法很有实用价值。     

基于条纹跟踪实现热膨胀系数的高精度自动测量

将改进的菲涅耳双镜干涉装置用于材料在273～373 K温度范围内的热膨胀系数的测量,分析了把常用的热膨胀系数测量方法用于更高精度的测量时存在的不足.新方法利用干涉条纹图像实时采集与处理系统,对由材料受热膨胀时引起的干涉条纹的移动量进行跟踪测量,并利用最小二乘法对导出的材料热膨胀量与干涉条纹移动所掠过的CCD像元个数间的线性关系进行曲线拟合,从而对材料的热膨胀系数进行计算.实验结果表明,新的测量方法是可行的,测量结果与文献推荐值吻合得很好,绝对热膨胀量可测到0.1μm,相对不确定度为1.1%.     

航天扩频测控通信系统中伪码测距方法及精度分析

介绍了扩频测控通信系统中相参伪码测距与非相参伪码测距工作原理,证明在确保星地距离数据采样时刻严格对齐的情况下,两种体制的测距系统误差大小相同,同时给出了伪码测距误差的分析方法。     

中高精度光纤陀螺的误差分析及抑制措施

光纤陀螺（FOG）是惯性导航系统中新发展起来的一代惯性测量元件,其性能深受光源、多功能光电集成芯片及光电探测器等光电器件的影响。文章阐述了中高精度光纤陀螺的主要噪声机理,对两个不同精度等级的陀螺进行了Allan方差分析。根据FOG噪声参数估计值判断出FOG中白噪声和分形噪声的含量,从而验证了FOG的精度级别,并给出了不同精度FOG的改进方案,为提高FOG精度提供了理论指导。     

高速精密运放的模型建立方法研究

针对高速精密运算放大器的高频模型不精确问题,提出了一种建立精确的运算放大器开环增益模型的方法。通过分析高低频段的零极点个数和位置推导出精确的高速精密运放的开环增益数学模型。实验结果表明,建立的新模型与原运放的开环增益相比,数据相对误差不超过4%。新模型可以指导运放频率稳定性补偿设计,具有较好的通用性。