偏振耦合测试及其振动干扰信号分析

理论分析了偏振模式耦合的原理,给出了基于白光干涉的偏振耦合检测方法。通过步进电机控制迈克耳孙干涉仪扫描臂的反射镜移动,改变干涉仪两臂之间的光程差(OPD),补偿了由于偏振耦合而形成的两偏振光从保偏光纤(PMF)出射时的光程差,实现了对保偏光纤的偏振耦合强度和位置的测试。扫描过程中扫描臂反射镜的振动会对输出信号产生不良影响,对此振动信号进行了仿真及实验研究,分析了它对输出信号的影响。在不同的扫描速度下,采用Hilbert变换和最小二乘高斯非线性回归分析提取白光干涉包络,求解耦合强度,验证了振动信号的幅度和频率与扫描速度有关,以及它对耦合强度检测精度的影响。结果表明该测试系统动镜的扫描速度在0.7～0.9mm/s时,偏振耦合强度的检测误差最小。     

利用脉冲DSPI技术测量心动位移分布

提出了一种基于脉冲数字散斑干涉（ＤＳＰＩ）系统的心动位移测量技术。该技术利用激光照射体表产生的动态生物散斑相关条纹图提取并记录心动周期时间历程中瞬态空－时位移场分布，进而通过条纹自动分析技术获得高精度重建的光学心动图。     

光反馈自混合干涉对称折叠算法的精度分析

为了提高对称折叠算法的精度,通过对仿真信号的测量,分析了影响算法精度的几种因素(光反馈水平因子,外腔的非线性运动,抽样速率和转折点的定位),并且给出了改进方法.仿真结果表明,在测量线宽展宽因子之前,需保证光反馈水平因子的准确测量,利用中间干涉条纹进行测量可以减少外腔非线性运动所带来的误差.这一结论对利用对称折叠算法处理实验信号有一定的帮助.     

偏振分光镜分光性能非理想对激光外差干涉非线性误差的影响

为了减小激光外差干涉纳米测量的非线性误差,必须明确偏振分光镜(PBS)分光性能非理想对非线性误差的影响机制.推导出非理想情况下偏振分光镜透射率和反射率的激光外差干涉非线性误差模型,建立了偏振分光镜分光性能非理想对非线性误差二次谐波的影响模型.仿真结果表明,偏振分光镜的透射率和反射率非理想对非线性误差的影响为一次谐波,且偏振分光镜分光性能越差,其对非线性误差的影响也越大.在偏振分光镜反射率为0.90的情况下,偏振分光镜透射率从1减小到0.90时,非线性误差由0.62 nm增大到1.24 nm.当存在偏振分光镜旋转角度误差时,偏振分光镜分光性能非理想引起的非线性误差不增加二次谐波分量,但增大了非线性误差一次谐波分量,严重影响非线性误差的大小.当偏振分光镜旋转角度误差为5°时,偏振分光镜透射率从1变为0.90,非线性误差从0.39 nm增大到1.41 nm.     

一种0.13 μm CMOS多模信道选择滤波器的设计

设计了一款应用于多模多频无线接收机中的新型有源电阻电容信道选择滤波器,截止频率可在0.3～10MHz之间切换,满足UHF RFID、TD-SCDMA、WLAN a/b/g等不同标准的要求。运算放大器设计采用无电容前馈补偿技术,增益带宽积提升至4.8GHz。滤波器采用5阶Leapfrog滤波器级联2阶Tow-Thomas滤波器结构,使截止频率不易受器件变化的影响,同时兼顾稳定性和可调性。电路采用IBM 0.13μm CMOS工艺流片。测试结果表明,在2.5V电源电压下选择10MHz带宽时,滤波器消耗13.56mA电流,在两倍截止频率处实现64dB的衰减,带内噪声系数为28dB,带内纹波小于0.2dB,带内输入3阶交调为11.5dBm。     

高稳定大量程复合光纤干涉位移测量系统研究

为了使位移测量系统达到大量程、高分辨率,采用复合光纤干涉的方法,进行了理论分析和实验验证。利用光纤光栅作为反射镜,构成两个干涉光路几乎共路的光纤迈克尔逊干涉仪。其中一个光纤迈克尔逊干涉仪通过反馈控制补偿环境干扰对测量系统的影响,使测量系统适合在线测量;另一个干涉仪用于完成测量工作。两个不同波长的光同时作用于完成测量的干涉仪中,测量量程由两个波长的合成波干涉信号确定,使测量量程大于1mm;测量分辨率由其中一个单波长干涉信号确定,测量分辨率小于1nm。结果表明,这种基于复合光纤干涉仪的位移测量系统可以实现大量程、高稳定的位移在线测量。     

零卷吸预跑合对一类反常弹流油膜的影响

在极低速纯滑动的光弹流实验中,采用高粘度聚丁烯润滑剂形成的弹流油膜会在入口区出现凹陷,该反常的入口凹陷与极限剪切应力/界面滑移有关。针对盘纯滑和球纯滑2种不同的运动条件进行了油膜形状的测量,分析了零卷吸预跑合对油膜形状的影响。结果表明,一般地,纯玻璃盘滑动和纯钢球滑动产生的此类反常的油膜形状并不相同;当对弹流接触副采用零卷吸预跑合处理(即钢球和玻璃盘在接触区以大小相同方向相反的速度运动)之后,纯玻璃盘滑动形成的油膜形状有较大变化,油膜厚度增加,入口的楔形斜度下降,此时纯玻璃盘滑动和纯钢球滑动产生的油膜形状差别减小,甚至相同。     

应用ESPI和实时全息测量轴对称温度场

本文应用电子散斑干涉法(ESPI)和实时全息干涉法,从互相垂直的两个方向,同时测量了酒精灯火焰温度场和喷射(jet impingement)温度场。文中应用交互式高速数字图像处理系统处理了全息和散斑条纹图,并定量计算了剖面上的温度分布。还就可能出现的实验误差进行了分析。     

低相干光干涉法延时测量中的误差分析

低相干光干涉法通过测量宽谱光通过待测器件之后的相位变化得到其相对延时量。采集宽谱光时域干涉数据,利用傅里叶变换提取出频域相位信息后再进行相位展开、多项式拟合处理,所得相位曲线对频率求导可得待测延时曲线。延时测量误差来源于干涉信号强度误差和纯相位误差。理论分析和仿真计算表明,延时误差与相位误差成正比;强度噪声引起的相位误差与噪声强度成正比,且该类噪声可通过曲线拟合算法得到有效抑制。实验表明,温度等环境因素引起的纯相位误差是延时测量误差的主要因素。实验上,对约19 m光子晶体光纤于1540~1560 nm波段的相对延时进行了测量,达到了0.14 ps的精度。     

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。