基于光折变材料对物体运动状态检测的研究

发布时间：2021-01-10 23:34

　　近年来,随着微电子机械技术、精细加工工艺和大规模集成技术的发展和应用,物体运动参量测量的研究得到人们关注。目前,测量物体运动参量的主要方法有机械法、电测法和光测法三类。机械法使用简便,抗干扰性强;电测法测量精度高,范围广;但二者多数设备的测量方式为接触式测量,容易对被测物造成损坏。光测法为非接触测量,精度高,但其多数设备外置光路较为复杂。因此我们可以看到任何一种测量方法都有一定的使用范围,为了适应各种不同的测量环境,人们对具有潜在测量特性的功能材料做了大量研究,其中光折变材料备受关注。光折变材料具有低功率响应,非线性等优点,被应用于信息处理,全息存储器光开关等,近年来在自适应光外差探测技术上的应用也得到了较大的发展。本文基于光折变材料提出一种对物体运动参量测量的方法,这种测量方法为非接触式测量,外置光路简单,宜于实现测量仪器的小型化和工业化。本文研究内容主要分为定向移动速度测量和振动要素测量两部分:定向移动速度测量:理论部分,我们通过对移动晶体中等效内电场和空间电荷场的分析研究建立了速度—光折变模型;实验部分,我们将激光入射到定向移动的LiNbO3晶体中并使之达到饱和状态,分别采集不同... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光折变模型「3]

?受主?Ｍａ???价带??图１－１光折变模型［３］??非均匀辐照??』离?制［＂ＴｖＡ／??丨光强分布?ｘ??扩散?ｎ（ｘ）?八?乂??；自由载离子密度ｘ??被陷阱俘获ｐ（ｘ）?ｒ??；空间电荷分布??￥间?Ｐ荷场?Ｅｓｃ｛ｘ）??折—光栅?Ａｎ（ｘ｝??图１－２光折变效应过程（扩散机制）［４］??具有足够大的电光系数的电光材料都具有光折变效应，电光材料就是材料的??折射率《随着电场￡发生变化的材料［５］。将折射率在电场为零附近用泰勒级数展??开，得到：??２??

光测法是将运动信号转换为光信号，经光学系统放大后进行记量的方法。它具有精度高、灵敏度高、非接触、远距离和全场测量等优点，数仪器光路都很复杂，常用的方法有干涉法［２０－２２］、激光多普勒法、等。－３为多普勒法［２３，２４］，其基本原理为：信号光束经过分束器，分为信号光号光２；同时激光源发出参考光１和相位相反的参考光２，然后信号光１参考光１?一同进入探测器１，信号光２与本振参考光２?—同进入探测器２，后探测器１与探测器２输出的光一同进入合成器，输出中频信号。其实质就率为人的信号光与频率为乂的本振参考光混频，利用探测器输出差频，大得到多普勒频移Ａ／。系统发出的相干激光光束经过振动的物体表面发ＯＶ?ＣＤＳ?ｆ）??形成多普勒频移，当物体振动速度时，Ａ／?＝?－ＺＫＣ〇Ｓ＂（其中，０为Ａ??播方向与物体振动方向夹角，；Ｉ为激光的波长），因此可以通过测量多普测得物体振动的速度。??信号光信号光１?，?，??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2969619