共焦球面F-P干涉仪测量液体折射率和浓度的实验研究

以单模石英光纤为传光介质,共焦球面F-P干涉仪为传感器件,面阵分体CCD摄像机为图像接收器件设计了一套液体折射率和浓度的测量系统,对不同浓度的酒精溶液进行了测量．实验结果表明,采用该系统可以探测到10-5量级的折射率变化量,和相应的溶液浓度变化精度也为1．0×10-5,相对于传统的折射率测量方法,这种测量系统调整方便,操作简单,能够用于液体折射率和浓度变化过程的在线测量．

激光超声位移场的共焦法布里-佩罗干涉仪检测技术

一般共焦法布里-佩罗(Fabry-Perot,FP)干涉仪只能检测声场的法向位移分量,而声场的切向位移分量含有法向位移分量所不能表达的材料特性。本文在检测声场法向位移分量共焦FP干涉仪的基础上,自行研制了一新颖的双通道共焦F-P干涉仪,它同时检测来自试样表面+θ和-θ角上的散射光,通过对两路输出信号作简单的信号处理,可以得到试样表面的位移点。用该F-P干涉仪测量了脉冲激光在Ti膜上激发的Lamb波的法向和切向位移,结果与理论预计一致。

基于双通道可调F-P干涉仪的机载测风激光雷达系统的鉴频器

利用双通道可调Fabry-Perot干涉仪作为机载测风激光雷达系统的鉴频器。该鉴频器可以克服现有测风雷达测速范围小的缺点,能够根据相对风速变化调整干涉仪的腔长,从而达到调整干涉仪透射谱中心频率的目的,从而间接实现测速范围动态可调,扩大测速范围的目的。采用此鉴频器可以实时测量飞行器与大气的相对风速。文中详述了测速原理和鉴频器结构,并给出机载雷达的系统参数,分析了系统的测量误差,结果表明：探测累积时间1s,测速范围为0～1000m/s时,探测高度可达30km,系统测量误差小于5m/s。

基于拼接面型的双通道光学系统设计与分析

为了满足不同视场的探测需求,且兼具结构简单的光学系统,提出了一种新型共透镜式双通道光学系统,其每个通道可用于实现不同的探测需求。两个通道组合成一个系统而没有任何结构重叠,并在同一像面上成像。此外,在光学系统中对前两个透镜表面使用拼接面型,以确保镜片表面面型没有发生突变,从而保证其制造和组装的可行性。最后,设计了一个系统原型进行验证。在中心半视场通道(0°~10°)处提供3 mm焦距,在边缘半视场通道(35°~50°)处提供1.5 mm的焦距。光学系统的成像性能接近衍射极限。因此,该系统具有径向变焦特性,可以在中心视场通道具有更详细的视觉分辨能力,而边缘视场通道用于探测目标所处的区域。这种系统可用于监视、检测和导航等领域。

激光超声检测系统设计

为了提高对激光超声信号的检测效率,从激光超声的特点和原理出发,引入共焦Fabry-Perot干涉仪,设计了一个激光超声检测系统,通过增加He-Ne激光器稳定电路和共焦Fabry-Perot干涉仪稳定电路,实现激光器温度的稳定和干涉仪腔长的稳定,从而提高激光超声光学检测系统的灵敏度。