弹光调制干涉图最大光程差的稳定性及检测技术研究

为了提高弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTs)中复原光谱的准确度和稳定性,有必要对弹光调制干涉图的最大光程差的稳定性和检测技术进行研究。弹光调制干涉图的最大光程差是一个不确定量,与弹光调制器的谐振状态、频率温漂特性以及驱动电压等因素有关。因此,本课题在研究弹光调制干涉仪工作机理基础上,建立弹光调制器的频率温漂模型和光程差变化关系;提出以驱动信号为基准,对激光干涉信号过零计数的方式实现干涉图的最大光差检测,且将双通道的高速比较器与FPGA相结合,实现正弦波到方波转换、快速的过零计数和误差补偿。经试验验证,采用670.8nm的激光为参考光源,通过过零计数的方式,能实现最大光程差77.471μm的检测,其测量误差小于0.167nm,复原的红外黑体光谱的最大峰值波长偏差小于2nm。

一种基于相对声程差的高精度逐点聚焦实现方法

针对超声成像逐点聚焦延时参数容量大、工程实现困难的问题,提出一种基于相对声程差的高精度逐点聚焦实现方法。该方法对逐点聚焦延时参数进行分解,压缩存储,并在逐点聚焦过程中实时解压生成聚焦延时参数,用于高精度的逐点聚焦中。为了验证该方法,本文以128阵元16通道的凸阵探头为例,进行了相关的数学推导和证明。在此基础上,给出了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的高精度逐点聚焦模块的硬件实现原理框图,并对该逐点聚焦方法的性能进行了分析讨论,验证了该方法的优越性。

VISAR准零程差调试方法研究

介绍了任意反射面速度干涉仪(V ISAR)中马赫-曾德干涉仪必须满足的准零程差条件。根据白光光程差调试精度高但不易相干的特点,提出了先利用激光粗调,再利用白光调试来实现零程差精密调节的方案。详细分析了激光粗调马赫-曾德干涉仪的调试原理、调试精度以及光程差不确定性。针对光程差不确定性,提出了改进的激光粗调方案,将光程差调节精度由毫米量级提高到微米量级,大大减小了白光调试的盲区,使白光精调变得简易可行。干涉仪最终光程差调试精度为1.6μm。

声程差与应力强度因子的关系

基于弹性状态下力对材料声折射率及试件厚度的影响，推导了含裂纹的试件受力前后，超声纵波经其前后表面反射及透射时声程的变化，得到了应力强度因子与声程差的关系，为通过声程差的变化确定裂尖应力强度因子打下了基础．

基于微梯形弹光晶体的大光程差PEM研究

针对目前基于弹光调制器(photoelastic modulator,PEM)的傅里叶变换光谱测量技术(PEM-FTS)的光谱分辨率低,并且PEM调制光程差有限、多次反射对入射光斑大小要求高且光能利用率低等缺点。提出一种基于微梯形八角结构弹光晶体的大光程差PEM方法。通过改进弹光晶体结构,使其为微梯形八角结构,两个通光面略微成一定夹角,该结构PEM不仅可以有效提高PEM调制的最大光程差,而且对入射光斑要求较小。理论推导分析了该PEM的最大调制光程差,并推导得出任意角、任意位置入射时PEM的最大调制光程差公式;通过多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics 4.3a对PEM的振动模态和应力分布进行分析;结合PEM的最大调制光程差和光能利用率,分析了寻找最佳入射角的方法。设计加工该PEM,其中弹光晶体选用硒化锌晶体,压电晶体选用压电石英晶体。采用波长为632.8nm的氦氖激光进行实验分析,实验结果显示,在相同驱动电压下,该PEM的最大调制光程差是普通PEM的19.25倍,与理论仿真的相对误差为1.3%。

基于声程差的多通道广义相关时延估计及其DSP实现

本文将基于声程差的广义相关法时延估计应用于六基元阵，同时成功地将中值滤波及可变门限算法用于相关峰的自动跟踪，为了提高精度，导出了新的内插公式。最后给出了时延估计的结果。

任意入射角情况额外程差的研究

对任意入射角情况薄膜反射光的额外程差进行研究.利用菲涅耳公式,分析斜入射光束薄膜上下表面二反射光s、p电矢量分量的方向和振幅比,推导薄膜二反射光的s、p分量大小的比例关系式,引入振幅比值函数M,分析M随入射角i1的变化规律.结果表明:仅当入射角θ1接近0°时,薄膜上下表面相邻二反射光额外程差为λ/2或0;对于一般斜入射光束由于薄膜上下表面二反射光的s、p分量的比例不相等,二反射光的振动方向不平行,不存在一般涵义的额外程差.

迈克耳逊干涉仪对空程差的测定

空程差是在精密机械中不可避免的。文中利用迈克耳逊干涉仪测量了精密螺纹的空程差,并探讨了利用迈克耳逊干涉仪开发一种新功能的途径。

全息三波面干涉仪测量大光程差的研究

研讨了用实时全息三波面干涉仪测量大光程差的方法。通过对压电晶体的变形δ和电压V的关系曲线的测试。

螺旋测微装置空程差的分析

在教学和科研中,螺旋测微装置是一种比较常见的实验仪器。在螺旋测微装置中,长度的精确测量是通过鼓轮的转动引起自身相对螺杆的微小移动,但螺杆的外螺纹和鼓轮的内螺纹之间有空隙。若不正确使用,这个空隙会给实验结果带来较大的误差,即空程差。本论文研究常见的螺旋测微装置,分析怎样避免或消除空程差,提高实验测量精度。

额外程差中两个电矢量的数学表达式

采用递推法，由折射光电矢量的表达式推导出反射光电矢量的表达式，再由反射光电矢量表达式推导出出射光电矢量的表达式．另，将在推导过程中导出的各电矢量的ｓ、ｐ分量的方向与已知结论相比较，它们完全一致．

薄膜干涉中的额外程差问题

通过比较,说明薄膜干涉中讯算光程差时,半波损失发生在膜上表面反射与发生在膜下表面反射,额外程 差取值同与不同的区别.

用程差衍射器件实现激光干涉无导轨测距

提出在以半导体激光器为光源的迈克尔逊干涉系统的一臂中，插入一 栅距具特定分布的衍射光栅，使干涉场中各点的光程与待测合作目标的光程成 对应相等的关系，进而可使目标的距离相应地反映于干涉平面上，实现绝对测距 的目的。

迈克尔逊干涉实验中附加程差探究

用迈克尔逊实验仪测量光波波长时,光程差中是否存在附加程差,不同的教材中有不同的结论。本文从迈克耳逊干涉仪的工作原理及菲涅尔公式出发,对是否存在附加程差进行了分析与探讨。

额外程差前的符号与干涉中j的取值

薄膜干涉中额外程差前的符号与干涉中j的取值本应无关,但目前各种教材中所采用的讨论形式是有关的,给读者带来许多不便。为此,通过讨论,提出一种更切合实际的形式便于学习与理解。

附加程差的解析表示

本文以菲涅耳公式为基础 ,给出两束反射光振动面夹角的解析表达式 ,用解析的方式讨论了薄膜干涉的附加程差问题。讨论了各种情况的附加程差的问题 。

对额外程差中两个电矢量方向的再探讨

对额外程差中的两个电矢量，笔者在文［１］中给出了ｎ１＜ｎ２情况下的电矢量表达式，本文将推导出ｎ１＞ｎ２情况下的电矢量数学表达式，并给出两电矢量的空间角度表．

一种利用短基线程差测量值递推长基线几何参数的方法

利用单基中点相差测向式可导出了适用于任意基线长度的相差变化率测距式,利用相差变化率的多通道检测方式,可将相差变化率测距式改写成基于程差差分的函数。在此基础上,可导出对应于长短基线的单位长度上程差差分函数的比例关系式,由此就能利用短基线一维双基阵列的程差测量值递推得到基于虚拟长基线的一维双基阵列的几何参量,由此还能实现基于虚拟长基线的定位测量。

一种基于波程差补偿的InISAR图像配准方法

逆合成孔径雷达(ISAR)图像配准是干涉逆合成孔径雷达(InISAR)成像领域一个关键的课题,可以实现同一散射点在不同ISAR图像中的对齐,以便于后续的ISAR图像干涉处理。该文分析了ISAR图像失配准的原因,即散射点到不同天线之间的波程差,并据此提出一种基于波程差补偿的方法来实现不同天线ISAR图像之间的精确配准。首先通过调频傅里叶变换估计目标相对于雷达的转速;进一步根据波程差与目标转动角速度的关系构建补偿相位消除散射点到不同天线间的波程差,并通过2维傅里叶变换获得配准之后的ISAR图像。最后利用干涉处理获得目标真实的3维结构。该文方法可以在回波域通过波程差补偿实现ISAR图像配准,配准之后的各散射点在图像中的位置相同;而经过相关法配准之后的ISAR图像中的各散射点之间有一个像素单元的错位,即该方法的配准效果更精确。此外,基于相关法的图像配准方法耗时达到万秒级,而基于该方法的ISAR图像配准时间仅为秒级,即该方法计算效率更高。最终的InISAR 3维成像结果中,该方法的散射点坐标重构误差为0.3034,而基于相关法的成像结果的误差(45.8529)远大于此。因此,基于所提出方法的InISAR 3维成像结果精度更高。

程差法和长程吸收光谱法联合测量大气分子吸收

用可调谐激光做光源,利用公里级的长程吸收光谱测量实验系统,测量高分辨率吸收光谱,拟合分析得到吸收分子的谱线参数;利用程差法测量选定波长的绝对吸收系数.通过联合分析,得到连续吸收参数.测量了实际大气和二氧化碳在1.315μm附近的吸收光谱,得到氧碘激光频率(7603.1385 cm-1)的吸收截面分别为3.3x10-24和0.2 x 10-24cm2.