基于光纤迈克尔逊干涉仪的条纹自动识别系统设计

发布时间：2017-03-23 06:02

  本文关键词：基于光纤迈克尔逊干涉仪的条纹自动识别系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文介绍了光干涉的基础知识与光纤干涉仪的基本原理，从理论上分析了光纤应力应变过程中光相位的调制原理，以及构成光纤迈克尔逊干涉仪的必要条件。用光耦合方程推导了平行3×3光纤耦合器的耦合特性，干涉光在通过耦合器后，产生2π/3的固定相位差。并利用这一特性，组建了可以判向的迈克尔逊干涉条纹计数系统。 这一系统的光学部分，用单模光纤和平行3×3耦合器光纤代替了传统迈克尔逊干涉仪的自由空间光路系统，是一个结构简单、反应灵敏、精确度高的双光路干涉系统。其电子电路部分包括光纤传感模块、信号调解模块、判向计数模块、单片机控制通信模块，完成了光电信号的转换、信号调制、干涉条纹的判向计数以及向上位机传递数据的功能。 本文完成了对光学器件、电子器件的选择，介绍了相关电路的设计，给出了相关程序的流程图及部分代码。并利用所设计的光纤迈克尔逊干涉仪进行了应力测试，成功实现了数据的采集、存储、显示、及与上位机通信的功能。并通过对仪器的改装，完成了对仪器所采集数据的准确性测试。
【关键词】：光纤迈克尔逊干涉仪 单片机 3×3耦合器
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH744.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-11
• 1.1 迈克尔逊干涉仪的发展及应用7-8
• 1.2 研究的背景及意义8-9
• 1.2.1 研究的背景8-9
• 1.2.2 本文的意义9
• 1.3 概述本文研究内容9-10
• 1.4 小结10-11
• 第2章 光纤迈克尔逊干涉仪的基本原理11-21
• 2.1 光干涉的基础知识11-16
• 2.1.1 光的相干性11-12
• 2.1.2 空间相干性12-14
• 2.1.3 时间相干性14-16
• 2.2 光纤干涉仪的基本原理16-19
• 2.3 光纤迈克尔逊干涉仪19-20
• 2.4 小结20-21
• 第3章 光纤迈克尔逊干涉仪的光路组建21-31
• 3.1 器件选择21-28
• 3.1.1 激光光源21
• 3.1.2 光探测器21-23
• 3.1.3 光纤端面反射23-24
• 3.1.4 耦合器的选择[17][18][19]24-27
• 3.1.5 光隔离器27-28
• 3.2 光纤迈克尔逊干涉仪28-29
• 3.3 小结29-31
• 第4章 计数系统电子电路部分设计31-47
• 4.1 硬件电路的总体设计32
• 4.2 干涉信号接收及变形32-36
• 4.2.1 光探测器的工作电路33
• 4.2.2 信号滤波33-35
• 4.2.3 信号变形35-36
• 4.3 CPLD 判向计数模块36-39
• 4.4 单片机控制模块39-45
• 4.4.1 数据输出40-41
• 4.4.2 数据采集41-43
• 4.4.3 数据存储器的扩展43-44
• 4.4.4 独立按键设计44-45
• 4.5 小结45-47
• 第5章 软件系统设计47-55
• 5.1 初始化程序设计48-49
• 5.2 数据采集程序设计49-50
• 5.3 串口通信50-53
• 5.4 数据存储53-54
• 5.5 按键处理程序54
• 5.6 小结54-55
• 第6章 实验测试55-59
• 总结与展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文66-67

【参考文献】

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1 钟Z

本文编号：263062