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基于外差检测原理的绝对测距性能理论研究

发布时间:2018-08-02 10:33
【摘要】:基于双光学频率梳外差原理测距将长模糊距离、高精度和高更新率3个关键测距特性完美结合,使测量性能能够满足航空航天、科学研究和工业生产等众多领域的需求。然而所使用的双光学频率梳的脉冲时域宽度、重复频率及相对差值、脉冲的固有时间抖动等特性都将会影响测距的性能。对基于双光学频率梳外差原理测距进行了全面的理论分析,并数值模拟了数据脉冲宽度、双光学频率梳重复频率差、啁啾参量、定时噪声、脉冲类型等各因素对测距性能的影响。模拟结果在数值上验证了奈奎斯特采样定律对测距精度的显著影响,表明实验中数据脉冲宽度和重频差的选择应严格满足奈奎斯特采样定律;当飞秒脉冲序列存在一定的时间抖动时,重频差越小,测距性能越差;而脉冲的啁啾特性可转化为脉冲宽度的影响,随着啁啾的增大脉冲宽度被压窄,奈奎斯特采样频率对应的重频差临界值也会变小。通过上述数值分析,为研究人员在特定实验条件下优化测距性能提供了重要指导。
[Abstract]:Based on the principle of double optical frequency comb heterodyne, the three key ranging characteristics of long fuzzy distance, high precision and high update rate are perfectly combined, and the measurement performance can meet the needs of many fields, such as aerospace, scientific research and industrial production. However, the pulse time domain width, repetition rate and relative difference of the double optical frequency comb, and the inherent time jitter of the pulse will affect the performance of ranging. Based on the principle of double optical frequency comb heterodyne, this paper makes a comprehensive theoretical analysis, and numerically simulates the data pulse width, repetition frequency difference of double optical frequency comb, chirp parameter, timing noise, etc. The effect of pulse type and other factors on ranging performance. The simulation results show that the Nyquist sampling law has a significant effect on the ranging accuracy. It shows that the choice of data pulse width and repetition frequency difference should strictly meet the Nyquist sampling law. When there is a certain time jitter in femtosecond pulse sequence, the smaller the repetition frequency difference is, the worse the ranging performance is, and the chirp characteristic of pulse can be transformed into the influence of pulse width, and the pulse width is compressed with the increase of chirp. The critical value of repetition difference corresponding to Nyquist sampling frequency will also become smaller. The above numerical analysis provides important guidance for researchers to optimize ranging performance under specific experimental conditions.
【作者单位】: 中国科学院国家授时中心;中国科学院大学;
【基金】:国家自然科学基金(91336108,11273024,61127901);国家自然科学基金青年科学基金(11403031) 中科院科技创新“交叉与合作团队”项目(中科院人教字(2012)119号);中科院科研装备研制项目和中组部“青年拔尖人才支持计划”(组厅字[2013]33号)项目资助
【分类号】:TN249

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2159145


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