基于激光移频回馈干涉的远距离振动测量方法及应用研究
发布时间：2021-12-28 20:53
远距离振动信号探测在机械制造、国防军事等领域具有重要意义。目前传统的振动测量方法与技术无法对非配合物体振动测量,需要在物体上安装靶镜或反射膜,对系统实际应用有一定限制。激光移频回馈技术具有高灵敏、自准直等优点,在非配合物体振动探测上具有突出优势,但仍然存在工作距离近、入射角度小、回馈光强度弱等问题。本文基于激光移频回馈干涉技术,利用固体微片激光器对回馈光信号的增益,开展远距离振动测量方法及其在远程声音重构上的应用研究。主要研究工作及成果如下:固体微片激光器及其出光特性与移频回馈特性研究:微片激光器是振动测量系统核心器件,本文从泵浦源、增益介质、谐振腔长以及稳频等方面展开激光器设计,实现了激光稳态输出;对激光器的横模模式、纵模模式、功率稳定性以及弛豫振荡特性等出光特性系统分析,激光器工作在单纵模状态下,长期（4h）功率波动为0.49%,频率稳定度达到10-7;根据速率方程对移频回馈特性仿真,并通过实验研究了不同回馈水平下回馈信号强度与功率谱特性,分析得到当移频频率接近弛豫振荡频率时,固体微片激光器的增益系数可达106,说明激光移频回馈具有高灵敏...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双目视觉法振动测量Fig1.1Vibrationmeasurementbasedonbinocularvisionmethod
江苏大学硕士学位论文3图1.2激光三角法振动测量Fig1.2VibrationmeasurementbasedonlasertriangulationmethodLaser：激光器；L1,2：透镜；T：目标；PSD：位置探测器（3）基于光强法振动测量方法光强法测振是通过探测光强变化来获取物体振动信息。光强变化一般因被测物体相对入射光束位置变化，或者反射光束相对探测器位置变化而引起。光强法具有结构简单、成本低、信号易处理等优点，但易受环境光干扰且测量精度较低，同样不适用于远距离振动测量。采用多波长、多光束探测能够提高光强法抗干扰能力[13]，如下图1.3所示，采用三光纤头方案，调节入射光束与接收光束之间相对位置（X与Y），借助算法补偿光源波动、物体表面反射率改变带来的测量误差，但是在远距离测量中依然存在光强扰动大，测量误差大等缺陷，限制其在远距离振动测量上的运用。图1.3双光束光强法振动测量Fig1.3VibrationmeasurementbasedondoublebeamintensitymethodLaser：激光器；D1,2：探测器；T：目标1.2.2光学相干振动测量方法（1）基于激光散斑法振动测量方法激光散斑法测振原理如图1.4所示，激光发出相干光经过分光镜后，一束作
图1.3双光束光强法振动测量Fig1.3Vibrationmeasurementbasedondoublebeamintensitymethod
【参考文献】：
期刊论文
[1]线结构光视觉系统标定新法及其振动测控应用[J]. 邱志成,肖骏. 光学精密工程. 2019(01)
[2]第三代激光干涉仪——固体微片激光自混合测量技术的突破[J]. 张书练,谈宜东. 计测技术. 2018(03)
[3]智能型激光三角法振动测量技术研究[J]. 李长赟,王辉林,柳康,周鑫华. 红外. 2018(06)
[4]零差干涉仪用于振动校准中关键技术的研究[J]. 胡红波,杨丽峰,于梅. 计量学报. 2018(03)
[5]固体微片激光回馈技术在远程振动测量中的研究[J]. 吴鹏,秦水介. 红外与激光工程. 2018(02)
[6]基于双目视觉的振动测量及控制[J]. 邱志成,汪先锋. 振动.测试与诊断. 2018(01)
[7]M-Z干涉型传感技术在光缆定位方法中的应用[J]. 孙强,董文霞. 铁道学报. 2017(10)
[8]基于回音壁模式微球腔的PDH稳频技术（英文）[J]. 王梦宇,金雪莹,王静,陈黎明,王克逸. 光子学报. 2017(07)
[9]基于散斑图像的远程振动频率提取方法研究[J]. 石焕,朱弘,肖容,吴炬,张秋霞,钱荣欣. 激光技术. 2016(06)
[10]He-Ne双折射塞曼双频激光器的等光强稳频研究[J]. 田振国,张立,张书练. 红外与激光工程. 2016(05)
硕士论文
[1]全固态激光器自混合干涉振动测量系统设计[D]. 张冠蕾.西安理工大学 2019
[2]基于卡尔曼滤波的语音增强算法研究[D]. 章旭景.中国科学技术大学 2009
[3]大气折射率影响因素的研究[D]. 金群锋.浙江大学 2006
本文编号：3554707
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双目视觉法振动测量Fig1.1Vibrationmeasurementbasedonbinocularvisionmethod
江苏大学硕士学位论文3图1.2激光三角法振动测量Fig1.2VibrationmeasurementbasedonlasertriangulationmethodLaser：激光器；L1,2：透镜；T：目标；PSD：位置探测器（3）基于光强法振动测量方法光强法测振是通过探测光强变化来获取物体振动信息。光强变化一般因被测物体相对入射光束位置变化，或者反射光束相对探测器位置变化而引起。光强法具有结构简单、成本低、信号易处理等优点，但易受环境光干扰且测量精度较低，同样不适用于远距离振动测量。采用多波长、多光束探测能够提高光强法抗干扰能力[13]，如下图1.3所示，采用三光纤头方案，调节入射光束与接收光束之间相对位置（X与Y），借助算法补偿光源波动、物体表面反射率改变带来的测量误差，但是在远距离测量中依然存在光强扰动大，测量误差大等缺陷，限制其在远距离振动测量上的运用。图1.3双光束光强法振动测量Fig1.3VibrationmeasurementbasedondoublebeamintensitymethodLaser：激光器；D1,2：探测器；T：目标1.2.2光学相干振动测量方法（1）基于激光散斑法振动测量方法激光散斑法测振原理如图1.4所示，激光发出相干光经过分光镜后，一束作
图1.3双光束光强法振动测量Fig1.3Vibrationmeasurementbasedondoublebeamintensitymethod
【参考文献】：
期刊论文
[1]线结构光视觉系统标定新法及其振动测控应用[J]. 邱志成,肖骏. 光学精密工程. 2019(01)
[2]第三代激光干涉仪——固体微片激光自混合测量技术的突破[J]. 张书练,谈宜东. 计测技术. 2018(03)
[3]智能型激光三角法振动测量技术研究[J]. 李长赟,王辉林,柳康,周鑫华. 红外. 2018(06)
[4]零差干涉仪用于振动校准中关键技术的研究[J]. 胡红波,杨丽峰,于梅. 计量学报. 2018(03)
[5]固体微片激光回馈技术在远程振动测量中的研究[J]. 吴鹏,秦水介. 红外与激光工程. 2018(02)
[6]基于双目视觉的振动测量及控制[J]. 邱志成,汪先锋. 振动.测试与诊断. 2018(01)
[7]M-Z干涉型传感技术在光缆定位方法中的应用[J]. 孙强,董文霞. 铁道学报. 2017(10)
[8]基于回音壁模式微球腔的PDH稳频技术（英文）[J]. 王梦宇,金雪莹,王静,陈黎明,王克逸. 光子学报. 2017(07)
[9]基于散斑图像的远程振动频率提取方法研究[J]. 石焕,朱弘,肖容,吴炬,张秋霞,钱荣欣. 激光技术. 2016(06)
[10]He-Ne双折射塞曼双频激光器的等光强稳频研究[J]. 田振国,张立,张书练. 红外与激光工程. 2016(05)
硕士论文
[1]全固态激光器自混合干涉振动测量系统设计[D]. 张冠蕾.西安理工大学 2019
[2]基于卡尔曼滤波的语音增强算法研究[D]. 章旭景.中国科学技术大学 2009
[3]大气折射率影响因素的研究[D]. 金群锋.浙江大学 2006
本文编号：3554707
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