基于数字全息技术的迈克尔逊干涉仪设计与应用

传统的迈克尔逊干涉仪只能简单地呈现光的干涉图像,并不能生动体现光的波动特性及其形貌特征,且测量过程繁琐。针对这些问题,提出了一种基于数字全息技术的新型迈克尔逊干涉仪实验装置。该装置采用2个CCD相机代替传统迈克尔逊干涉仪中的平面反射镜,并引入与球面光相干的平面参考光与球面光发生干涉,利用数字全息技术直接获取2个CCD记录面上的球面光复振幅信息,然后通过最小二乘拟合获取球面波参数,并对球面光复振幅进行解调得到居中后的球面光复振幅,最后通过数字干涉的方法实现两球面光的干涉。实验结果表明,该装置能实时生动地显示入射球面光的三维图像和两球面光的干涉图像,同时根据拟合得到的参数能便捷地测量透明等厚介质的折射率,实验中测量了3种不同材料的折射率,其误差均能控制在±5%以内,有较高的测量精度。

迈克尔逊干涉仪在光纤光栅传感信号解调中的应用

信号解调是光纤光栅传感器应用的关键技术之一。本文介绍迈克尔逊干涉仪动态解调光纤布拉格光栅(FBG)传感信号的方法,其原理是作用于FBG传感器的动态应变引起光栅反射光谱波长移动,然后转化为相位变化并被迈克尔逊干涉仪解调。此方法可用于高频动态测量,具有响应速度快、灵敏度高的特点。

基于Michelson干涉解调技术的光纤光栅传感系统

介绍了一种基于M ichelson干涉解调技术的光纤光栅传感系统,将包含被测应变信息的FBG波长信号转变成相位信号,通过单片机系统检测相位的变化,得到被测应变的大小。系统可检测静态应变和动态应变,具有高分辨力、大测量范围等特点。

课程与信息技术整合案例——《迈克尔逊干涉仪的使用与调节》课堂教学设计方案

运用教育主题网站整合大学物理实验课程,设计一堂既保留传统实验课程的特点,又有以教师为主导,营造自主学习实验课程氛围的实验课,在时间空间和内容上给学生较大的选择自由,培养学生的科学实验能力和科研素质。

Lab VIEW实现光纤光栅传感干涉解调技术的研究

结合虚拟仪器技术和光纤光栅传感技术,自行设计了一套光纤光栅传感解调系统.系统采用了基于迈克尔逊干涉技术的解调方法,将包含被测应变信息的FBG波长信号转变成相位信号,通过以Lab VIEW为核心的虚拟仪器系统检测相位的变化,从而得到被测应变的大小.该干涉解调系统避开了传统解调系统受电磁干扰和环境等方面的影响,因此使得测量精度有了很大的提高.虚拟仪器系统可用于静态应变和动态应变的检测,具有高分辨力、大测量范围的特点.

干涉解调技术在光纤光栅传感系统中的应用

本实验的目的是为了将光纤光栅的传感特性应用于结构健康监测系统中,系统采用了基于迈克尔逊干涉技术的解调方法,将包含被测应变信息的FBG波长信号转变成相位信号,通过以89C51单片机为核心的单片机系统检测相位的变化,从而得到被测应变的大小。系统可用于静态应变和动态应变的检测,具有高分辨力、大测量范围的特点,传感灵敏度为0.3950°/με。

基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器

设计并研制了一种新型的基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器.该光纤弯曲传感器由两根光纤组成的光纤带固定于弹性弯曲结构上来产生迈克尔逊干涉信号,用光纤折射率匹配液填充微型腔,并施加音频振荡信号对相位干涉信号实现低频调制.采用相位生成载波技术对相位干涉信号进行调制和解调,实现了对曲率变化高精确度的检测.实验测试了该光纤弯曲传感器的相位干涉信号与光纤带弯曲曲率的关系,并与理论分析对比.结果表明该光纤弯曲传感器具有43.96 rad/m-1的灵敏度及0.004 m-1的高分辨率.

迈克尔逊干涉仪中条纹细分新技术的研究

简术迈克尔逊干涉仪的传动机制，测长原理，提出一种提高测长准确度的技术－条纹细分技术。

Sagnac干涉型水听器的信号解调技术

为了对Sagnac干涉型水听器的信号进行解调,在讨论了Sagnac干涉型水听器的原理,得到和Mach-Zehnder干涉型水听器的不同之处后,提出了相应的解调技术.并用软件实现了信号的解调.解调结果表明,输出信号与输出信号完全一致,并可以准确标定出干涉仪的相位调制.

用迈克尔逊干涉仪测量纳米级薄膜厚度的研究

通过实验,介绍了如何利用波动光学原理和迈克尔逊干涉仪测量纳米膜厚度,为纳米技术和纳米材料的研究打开了新思路,提供了新方法.

干涉型光纤水听器PGC零差解调技术研究与实现

通过严密的数学推导,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。在这一思想的指导下完成了相位载波(PGC)检测电路的硬件设计,给出了实验结果。

相位凝固技术中干涉信号调制解调误差分析

为了进一步减小基于相位凝固技术的激光反馈干涉系统测量运动物体微位移时的测量误差,采用MATLAB数值仿真及曲线拟合的方法,对移相间隔和外腔反射面振动幅度引起的系统误差进行了理论分析。在系统实验中依据相位凝固原理对物体运动产生的干涉信号进行采样,获取多组光功率曲线,在光功率曲线上实时判向并标记特征点。根据特征点重构被测物体的微位移曲线,对重构得到的微位移台阶曲线进行多项式拟合以提高测量精度。结果表明,在固定移相间隔为π/5、激光器波长为1550nm的情况下,测量分辨率优于λ/20(77.5nm),实际测量的绝对误差最大值为47.98nm,峰峰值误差平均值小于1nm。相位凝固技术调制解调干涉信号为微位移的方向辨识和高精度测量提供了新的解决方案。

干涉型光纤水听器相位载波解调技术

通过数学推导和仿真分析,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。提出了不能通过干涉信号的峰值或峰峰值检测来控制自动增益控制(AGC)电路增益的方法消除偏振衰落对输出信号的影响。在这一思想的指导下完成了光纤水听器相位载波(PGC)解调电路的设计,给出了实验测试结果。

用于微位移测量的迈克尔逊激光干涉仪综述

迈克尔逊干涉术测量微位移可实现纳米甚至更高的分辨力,并且具备能直接溯源至激光波长等诸多优点,是目前微位移测量的重要技术手段。以限制迈克尔逊干涉仪品质提高的非线性误差为主要切入点,对目前各种基于迈克尔逊干涉原理的激光干涉技术进行了分类介绍,主要讨论了微位移测量中实现高精度和高分辨率的干涉测量技术,最后展望了激光干涉法测量微位移的近期发展趋势。

迈克尔逊干涉仪应用的拓展

介绍利用迈克尔逊干涉仪精密的蜗轮蜗杆传动系统，融合光电技术，将迈克尔逊干涉仪的应用领域拓展到需要精密测量微小位移量的相关实验系统中去，以提高测量精度。

干涉型光纤传感器解调技术的研究

首先介绍了相位载波调制的工作原理,然后从理论上分析了影响解调信号稳定性的主要因素,在此基础上提出了改进的方法,建立了一套较为完善的光纤传感系统.经过大量的实验论证,对比分析,减小了误差,获得了较高的检测灵敏度.

基于Lab VIEW的FBG传感解调技术的研究

结合虚拟仪器技术和光纤光栅传感技术,自行设计了一套光纤光栅传感解调系统。系统采用了基于迈克尔逊干涉技术的解调方法,将包含被测应变信息的光纤布喇格光栅(FBG)波长信号转变成相位信号,通过以Lab VIEW为核心的虚拟仪器系统检测相位的变化,从而得到被测应变的大小。该干涉解调系统避开了传统解调系统受电磁干扰和环境等方面的影响,因此使测量精度提高。虚拟仪器系统可用于静态应变和动态应变的检测,具有高分辨力、大测量范围的特点。

基于FP-LD强反馈的光纤迈克尔逊干涉仪传感系统

针对采用传统自组光纤激光器的光纤传感系统存在成本较高和结构复杂等问题,提出了一种基于商用激光器强反馈的光纤迈克尔逊干涉仪(FMI)传感解调系统。该系统采用商用法布里-珀罗腔型半导体激光器(FP-LD)为光源,由直流电源直接驱动,经FMI的反射、干涉后对其形成强反馈;利用多纵模激光拍频解调技术实现对FMI的传感解调,将FMI光域干涉光强的变化直接转化为电域拍频包络的变化。研究了不同FMI臂长差时拍频信号随温度的变化过程及传感系统灵敏度。实验结果表明:当臂长差分别为0.45、0.40 m时,灵敏度分别为325、358.33 kHz/℃。

混合干涉型分布式光纤传感器PGC信号解调设计与实验分析

对一种基于马赫-曾德尔和萨格纳克混合干涉仪原理的分布式光纤泄漏检测系统调制解调技术进行研究,对PGC解调技术进行理论分析。针对所选泄漏分布式光纤传感特点设计了PGC解调硬件电路,并对PGC解调电路进行了测试。实验中待测信号为0~50kHz,载波频率为300kHz,截止频率为50kHz,移相后与待测信号的相关系数达到0.95,谐波失真小于3%,泄漏源位置为7.865km,泄漏检测定位系统绝对定位误差为235 m,相对定位误差为2.35%。本解调定位系统具有稳定性和抗干扰性。

基于方棱镜的大错位电子散斑干涉形貌测量技术

分析了方棱镜的剪切原理,提出了利用方棱镜作为剪切元件的大错位电子散斑干涉形貌测量技术.利用方棱镜作为剪切元件,对被测物体进行微小偏转以引入载波条纹,通过CCD摄像机采集载波条纹图,利用傅里叶变换法解调可得到物体高度的位相信息,从而实现物体的形貌测量.