激光自混合测速实验装置精度研究

本文对所研制的半导体激光自混合测速系统在4.06~475.3mm/s的速度范围内获得了1%左右的速度精度进行了报道。同时,我们针对激光自混合测速系统的试验装置对速度测量精度进行系统研究,重点讨论了激光光谱谱宽、速度分布、散斑、电子学线路对多普勒信号展宽的影响。分析结果表明,散斑信号在待测速度较小时所造成的多普勒信号展宽是激光自混合测速系统测速精度下降的主要原因。采用提高采样时间以及改进电子学处理系统的方式,是提高激光自混合测速系统精度的一个较好途径。

角锥棱镜腔Nd:YAG／Cr^(4+):YAG被动锁模激光器的研究

理论分析并数值模拟了腔内光强随角锥棱镜旋转的变化,实验证明在角锥棱镜腔Nd: YAG／Cr4+:YAG被动锁模激光器中,偏振耦合输出得到了锁模深度和锁模几率近乎100％的线偏振被动锁模脉冲输出。通过旋转角锥棱镜改变偏振耦合输出、调节腔内光强,可以得到被动锁模和被动调Q两种状态的脉冲输出,脉冲能量166．5 mJ／pulse,脉冲动静比高达59．7％。

光纤传输的激光振动自混合信号的分析

基于自混合效应的传感技术由于其装置的简单和紧凑而获得广泛应用。提出了光纤作为传输介质条件下观察自混合信号的方法,并观察了振动物体振幅为0.74μm,频率为998Hz时的自混合信号,与自由空间中自混合信号进行了比较。在此基础上,分别基于不同的反馈参数对两种自混合信号进行了模拟,理论模拟和实验结果相符合。分析了反馈参数C对自混合信号的不对称度和幅度的影响,研究表明,自混合信号的不对称度和幅度随着C的增大而增加。光纤作为传输介质时的自混合测振信号幅度和不对称度劣于自由空间系统中的自混合信号,但光纤自混合系统由于其特有的优点仍将广泛应用于二维速度和振动的测量。

半导体激光器自混合振动系统优化研究

为了优化半导体激光自混合振动测量系统,本文采用三镜腔理论模型,结合激光自混合振动测量的实验结果,利用数值模拟的方法对激光自混合振动信号进行仿真分析,获得了不同外腔耦合系数ζ(0.25×10-4～1.75×10-4)以及不同半导体激光器(LD)线宽展宽因子α(1～5)下自混合振动测量信号的时域特性。结果表明,较大的外腔耦合效率ζ和LD线宽展宽因子α能够获得信噪比更大、方向性更好的激光自混合振动波形。

面发射半导体激光器自混合振动测量实验研究

采用新型垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为激光自混合振动测量系统的激光光源,针对不同驱动信号频率(1 kHz,2 kHz)、驱动信号幅度(880 mV,1.66 V)的振动驱动信号对激光自混合振动测量信号系统进行实验研究,并与通过激光稳态方程所获得的激光自混合振动信号仿真进行了比较分析。结果表明,2 kHz相对1 kHz驱动信号产生的自混合振动信号在相同时间周期内具有2倍的波数,而振动物体的振动频率驱动信号幅度为0.88 mV时激光自混合振动信号单振动周期内的波数约恰为驱动信号幅度为1.66 V所产生激光自混合振动信号的1/2,因此可以通过激光自混合信号测量获得待测振动物体振动信息的测量。