无扫描光纤低相干干涉绝对测量技术

发布时间：2017-11-26 02:09

  本文关键词：无扫描光纤低相干干涉绝对测量技术

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【摘要】：本文提出了一种无扫描光纤低相干干涉绝对测量技术。由中心波长为850nm,谱宽为44.16nm的宽带光源发出的光通过光纤Michelson干涉仪获取被测量信息,色散光栅将宽谱干涉光束色散成波长在空间连续分布的光片,由线阵CCD探测。将线阵CCD的各个像元探测到的各个波长干涉信号转换成对应的波数干涉信号。由于相邻两个波数干涉信号峰值点之间的波数变化量与干涉仪光程差的绝对值成正比,因此利用该测量系统可实现对物理量的高精度绝对测量。不同于现有的低相干干涉测量系统,该系统在测量过程中无需对干涉仪的光程及光源的波长进行扫描,这不仅简化了测量系统,而且使测量速度得到了显著的提高。在测量系统中,利用光纤布拉格光栅(FBG)产生一个反馈信号进入反馈控制电路,从而稳定Michelson干涉仪的光程差。通过该反馈控制电路。抑制了环境变化对测量系统的干扰,从而使系统能够得到高精度的测量结果,并适用于在线测量。本测量系统的测量分辨率为6.03nm。对一个高度为50μm的台阶重复测量10次,测量结果的标准差为6.8nm。本文在所提出的系统的基础上,又进一步研究了一种改进的测量系统。在改进的测量系统中,将原本的光纤Michelson干涉仪替换为了光纤F-P干涉仪,并用套管对其进行封装,构成测量系统中的传感元件。通过MATLAB对改进的测量系统进行了仿真实验,由仿真结果可知,该系统将有效弥补干涉信号峰值点位置难以确定的不足,进一步提高了测量系统的精确度。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744.3

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