【摘要】：頻率穩(wěn)定度足夠高的激光器是基于激光干涉原理的測量技術(shù)得以實現(xiàn)的重要保證。高穩(wěn)頻激光器的問世，為測量以激光波長做為標(biāo)尺的各種間接測量的物理量提供了可能。對激光波長的精確測量在基礎(chǔ)科學(xué)、計量學(xué)、信息科學(xué)、通信、天文等領(lǐng)域具有越來越重要的意義。現(xiàn)有的波長測量方法測量精度低、光路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗干擾性差，為此，論文提出了基于激光合成波長干涉原理的波長測量方法，旨在實現(xiàn)激光波長的高精度測量。 本論文在對國內(nèi)外激光波長測量方法分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了它們各自的優(yōu)點和不足之處，提出了兩種激光波長測量方案，即基于單頻正交線偏振光的激光波長測量方案和基于激光合成波長干涉原理的波長測量方案�；趩晤l正交線偏振光的激光波長測量方案對導(dǎo)軌定位精度要求過高，最終本文采用并實現(xiàn)了基于激光合成波長干涉原理的波長測量方案。論文給出了基于該系統(tǒng)的重要光學(xué)器件的性能指標(biāo)和選擇標(biāo)準(zhǔn)，對該系統(tǒng)的測量范圍進行了理論分析，理論分析表明系統(tǒng)的測量范圍取決于參考臂導(dǎo)軌的最小位移和最大行程；對PBS的分光原理進行了理論分析，并以此為基礎(chǔ)對激光入射角度偏差給PBS分光性能的影響以及給波長測量系統(tǒng)造成的非線性誤差進行了理論分析和仿真，仿真結(jié)果表明非線性誤差造成的合成波長不確定度不超過1.67×10-3；對波長測量系統(tǒng)進行了芯片選型并對測量系統(tǒng)進行了程序設(shè)計；最終設(shè)計并實現(xiàn)了基于激光合成波長干涉原理的波長測量系統(tǒng)。 為驗證論文構(gòu)建的激光波長測量系統(tǒng)的可行性和有效性，分別進行了以下實驗：(1)系統(tǒng)穩(wěn)定性實驗驗證合成波長干涉儀的穩(wěn)定性，實驗結(jié)果表明合成波長不確定度為7.17881×10-4，系統(tǒng)的光路穩(wěn)定性較好；(2)固定波長穩(wěn)頻激光器波長值測量比對實驗，波長測量值與穩(wěn)頻激光器波長相符，不確定度達到10-8；(3)與Bristol波長計比對對可調(diào)諧激光器的波長測量實驗，可調(diào)諧激光器運行1小時后的輸出波長穩(wěn)定度優(yōu)于10-5，波長測量值的不確定度在10-6，實驗結(jié)果驗證了波長測量系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 激光合成波長干涉波長測量系統(tǒng)設(shè)計1.2.1 基于 Michelson 干涉型波長測量方法Michelson 干涉儀是 1883 年由美國物理學(xué)家 Michelson 和 Morey 合作，為研究“以太”漂移而設(shè)計制造出來的精密光學(xué)儀器。其基本原理是利用分光波振幅的方法將一束入射光分成兩束后，，各自被平面鏡反射回來，從而實現(xiàn)激光干涉。通過調(diào)整該干涉儀，可以產(chǎn)生干涉條紋，典型的光路結(jié)構(gòu)如圖 1.1(a)所示[3,23]。

碩士學(xué)位論文 激光合成波長干涉波1-(3)知，將兩束激光同時射入 Michelson 干涉儀，并采用兩個接涉信號，如圖 1.2 所示[24]。調(diào)整測量鏡使兩路正弦信號剛好同動測量鏡總可以找到兩路正弦信號第二次剛好同時達到負(fù)向過位置間的兩個探測器的填脈沖數(shù)即可得到兩種波長整數(shù)干涉的干涉級次的小數(shù)部分剛好等于 0，即 εr=εu=0，由此便可得到ru rumm 為干涉級次的比值，λr為參考激光的波長。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN249

【參考文獻】

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本文編號：2526826