基于LCVR的单频干涉仪信号强度检测及非正交误差校正技术

发布时间：2021-02-01 15:56

　　近十年来,在几何量计量检定、纳米测量装备集成、材料属性测试和微机电系统动力学测试等领域,单频激光干涉仪得到了越来越广泛的应用,但是干涉光路中的非正交误差严重限制了其测量精度的发展。虽然现有的电学校正方法有效的补偿了非线性误差,但却降低了干涉信号的有效幅值从而造成精度下降。整周期干涉信号强度检测是调整干涉仪方位角,实现干涉信号强度最大化的必要手段,在很多测量环境中,例如航空发动机、机床主轴等,在干涉仪静止不动时进行干涉信号强度检测是迫切的要求。本课题“基于LCVR的单频干涉仪信号强度检测及非正交误差校正技术”主要针对单频激光干涉仪无法在静止时进行整周期信号强度检测以及干涉光路中存在非正交误差这两个关键问题而展开。本课题首先提出一种在干涉仪静止时,利用液晶相位可变延迟器（LCVR）产生整周期干涉信号,并通过幅值检测后在上位机实时显示的干涉信号强度检测技术。然后提出一种利用LCVR校正非正交误差的新型四通道干涉光接收光路;最后针对温度变化会对LCVR校正精度产生影响,设计非正交误差实时校正技术,抑制温度变化引入的非正交误差。本课题研究的主要内容如下:针对单频激光干涉仪在光路调节过程中无法任意... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的与意义
    1.2 单频激光干涉仪信号强度检测技术研究现状
    1.3 单频激光干涉仪非线性校正技术现状
    1.4 课题主要研究内容
第2章 单频激光干涉仪信号强度检测方法
    2.1 引言
    2.2 基于单频激光干涉仪的干涉信号强度检测原理
    2.3 基于LCVR的整周期干涉信号
        2.3.1 基于LCVR的整周期干涉信号产生原理
        2.3.2 LCVR驱动电压设计
    2.4 基于FPGA的信号强度检测方法
        2.4.1 触发控制器
        2.4.2 幅值计算模块
        2.4.3 平方和计算模块
    2.5 基于上位机LabVIEW的信号实时显示设计
    2.6 本章小结
第3章 基于LCVR的非正交误差校正方法
    3.1 引言
    3.2 单频激光干涉光路的非线性误差分析
    3.3 基于LCVR校正非正交误差的单频激光干涉光路
    3.4 抑制温度变化的非正交误差实时校正方案研究
        3.4.1 非正交误差实时校正原理
        3.4.2 LCVR相位延迟与驱动电压变化关系研究
        3.4.3 LCVR驱动电压实时校正原理
    3.5 本章小结
第4章 非正交误差实时校正技术研究的软硬件实现
    4.1 引言
    4.2 非正交误差实时校正方案
        4.2.1 高精度AD信号采集
        4.2.2 不等幅误差校正模块
        4.2.3 非正交误差角度计算模块
        4.2.4 适于非正交误差校正的LCVR驱动电压模块
        4.2.5 高精度DA信号输出
    4.3 本章小结
第5章 系统设计及实验分析
    5.1 引言
    5.2 单频激光干涉仪测量系统
        5.2.1 小型化单频激光干涉仪
        5.2.2 单频激光干涉信号处理卡
    5.3 干涉信号强度检测验证实验
        5.3.1 电信号模拟强度检测测试
        5.3.2 LCVR产生整周期干涉信号实验验证
        5.3.3 光信号强度检测实验
    5.4 消除非正交误差验证实验
        5.4.1 非正交误差对比
        5.4.2 温度变化下非正交误差校正对比实验
        5.4.3 由非偏振分光棱镜引入的非正交误差角度测量
    5.5 信号处理系统测试
        5.5.1 静态标准差测试
        5.5.2 动态标准差测试
        5.5.3 动态分辨力测试
    5.6 干涉仪系统应用实验
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LCVR调谐的全偏振多谱段成像系统[J]. 张颖,赵慧洁,程宣,熊胜军.  光谱学与光谱分析. 2011(05)
[2]浅析激光振动测量技术[J]. 郝峰,王卫辉.  电脑知识与技术. 2010(02)
[3]液晶相位可变延迟器的光电特性研究[J]. 张颖,赵慧洁,周鹏威,赵海博.  国外电子测量技术. 2009(03)
[4]液晶相位可变延迟器对自旋极化电子束极化方向的调制[J]. 丁海兵,庞文宁,刘义保,尚仁成.  物理学报. 2005(09)

硕士论文
[1]单频激光干涉测振关键技术研究[D]. 郭玄标.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：3013038