【摘要】：提出并研究了一種基于雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具和光學(xué)線性濾波器的全光纖實時的激光波長測量方案。光學(xué)線性濾波器用于激光波長的粗略測量,雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具用于確定激光波長的精確值。通過微小地調(diào)諧其中一個標(biāo)準(zhǔn)具的光束入射角,使其波長響應(yīng)曲線產(chǎn)生相應(yīng)相移,然后結(jié)合參考標(biāo)準(zhǔn)具的波長響應(yīng)曲線,可以實現(xiàn)整個C波段范圍無盲區(qū)的補償測量。通過討論不同相移量的組合方式,提出了一種適用于任意相移量的波長判斷方法,可以實現(xiàn)達到的測量精度為?1.38pm。該波長測量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、測量范圍廣等優(yōu)點。本論文在分析介紹了國內(nèi)外的激光波長測量方法的基礎(chǔ)上,總結(jié)比較了各自的優(yōu)點和不足,提出了基于雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具的波長測量方案;從原理和特性兩方面深入研究了法布里-珀羅的干涉效應(yīng),并對法布里-珀羅干涉條紋的精細(xì)度和自由光譜范圍參數(shù)和對角度的敏感特性做了詳細(xì)介紹;論文給出了固體腔F-P標(biāo)準(zhǔn)具的材料特性和光纖準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)特點;對雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具波長測量的整體光路框架做了詳細(xì)分析,包括線性濾波器的粗略測量部分和雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具的精確測量部分,并介紹了各設(shè)備的工作參數(shù)和硬件電路的實現(xiàn)方法;提出了兩種不同標(biāo)準(zhǔn)具組合搭配的波長測量方法,詳細(xì)分析了兩種組合方案下波長響應(yīng)曲線的特點和兩者的優(yōu)缺點,提出了適用于兩方案的波長判斷方法,并通過對不同波形相移量的盲區(qū)分析,篩選出了最優(yōu)的波長測量方案;以實驗測量的數(shù)據(jù)表明該系統(tǒng)的波長測量精度可達到?1.38pm,測量范圍為1520nm-1570nm,同時還對波長測量裝置的穩(wěn)定性進行了測試。
【圖文】：

圖 1. 1 圖（a）和（b）分別為 Michelson 干涉的光路和波長測量裝置1M 和2M 分別為可移動平面反射鏡和穩(wěn)固的平面反射鏡，兩者相互垂直，'2M為2M 在光路(1)中相對于平板1G 所成的虛像，入射激光 S 通過透鏡 L 在焦平面上匯聚成點光源，然后分別經(jīng)過分束鏡1G 和補償鏡2G ，在分光鏡1G 的后表面，一束光線由平面鏡1M 反射形成光路(1),另一透射光經(jīng)2M 反射形成光路（2），其特征是當(dāng)1M 移動的距離為 2時，所產(chǎn)生的干涉條紋就會吞進或吐出一條。通過運用Michelson 干涉原理，結(jié)合參考激光器，圖 1.1（b）為典型的 Michelson 干涉型波長計，1C 和2C 平行安裝在同一活動反射器中。通過調(diào)節(jié)可動的反射鏡之間的間距 L，參考激光的干涉條紋數(shù)量rN 與波長r 的關(guān)系為 4r r rN n L （1-1）rn 為參考激光在空氣中的折射率。待測激光波長關(guān)系可表示為 4u u uN n L （1-2）待測激光的干涉條紋數(shù)量與波長分別表示為uN 與 u，相應(yīng)的空氣折射率為

度可達到-86.4 10[10]。力學(xué)系王新等人提出了一種基于外和外差干涉儀實現(xiàn)激光波長的測量涉強度，所以可適用于強度不穩(wěn)定nm，精度高達-82 10[11]。量實驗室通過未知波長和參考波長出了一種新型基于邁克爾遜干涉儀度為±0.2ppm 和±10pm，分別對型波長測量方法構(gòu)的劃分，通�？梢苑譃� Fizeau 平涉儀如圖 1.2，主要應(yīng)用于面形檢驗測量，，F(xiàn)izeau 球面干涉儀如圖 1.3，GY-1 型激光球面干涉儀為例[13-15]。
【學(xué)位授予單位】：中國計量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN249

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本文編號：2591647