基于CORDIC算法的单频激光干涉信号处理系统半波长误差分析与消除

为了满足纳米级分辨率和高速处理,设计了基于CORDIC算法的激光干涉信号处理系统。研究发现信号处理系统存在半波长大小的粗大误差。对该半波长误差的特点与形成机理进行了研究,研究表明该半波长误差的根源为小数相位测量存在一定的误差区间,在干涉信号相位零点附近,该误差区间导致小数相位处于[2π^(-),0^(+)],具有不确定性;与整数相位结合时,可能产生半波长误差。在对半波长误差深入研究的基础上,给出修正表,提出了基于CORDIC算法相位补偿技术,以消除半波长粗大误差对激光干涉测量系统的影响。实验结果表明:在信号处理系统中,该相位补偿技术能够有效地消除半波长粗大误差,由CORDIC算法引入的总量化误差小于±0.05 nm。

基于C#编程实现高斯牛顿法求解激光跟踪干涉仪基站空间坐标

为了实现利用C#语言编程求解激光跟踪干涉仪基站空间坐标,对基站空间坐标的标定原理进行了研究,指出本质上基站空间坐标求解问题可转化为非线性最小二乘问题,为此分析了高斯牛顿法求解原理。进一步采用C#与MATLAB混合编程、仅依靠C#语言编程两种方式实现高斯牛顿法求解。对两种编程的关键技术进行了介绍,指出了混合编程存在的不足之处。通过坐标测量机及激光跟踪干涉仪组成实验系统,在3个不同的基站站位下开展了标定实验,实验结果表明C#编程计算结果与C#调用MATLAB的计算结果相比,差值在10-7数量级,并且效率更高,验证了C#实现高斯牛顿法求解激光跟踪干涉仪基站空间坐标的准确性,为后续激光跟踪干涉仪数据采集及处理软件的开发打下了基础。

两种光纤长度测量方法的比较

激光相位法是利用调制光在传输过程中的产生的相位延迟与光纤长度之间的比例关系进行测量光纤长度,锁模法利用被动锁模激光器产生稳定的脉冲周期与腔长呈线性关系,以此测量光纤长度。通过对这两种方法在测量原理、测量系统、测量范围与精度三个方面的分析和比较,得出激光相位法适合应用在实验室等短光纤长度的应用场合,锁模法适合应用在工业领域测量光纤长度达到千米以上的场合的结论,对更加有效地测量光纤长度有很大的指导意义。