本文關(guān)鍵詞：無(wú)掃描光纖低相干干涉絕對(duì)測(cè)量技術(shù)

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【摘要】：本文提出了一種無(wú)掃描光纖低相干干涉絕對(duì)測(cè)量技術(shù)。由中心波長(zhǎng)為850nm,譜寬為44.16nm的寬帶光源發(fā)出的光通過(guò)光纖Michelson干涉儀獲取被測(cè)量信息,色散光柵將寬譜干涉光束色散成波長(zhǎng)在空間連續(xù)分布的光片,由線陣CCD探測(cè)。將線陣CCD的各個(gè)像元探測(cè)到的各個(gè)波長(zhǎng)干涉信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的波數(shù)干涉信號(hào)。由于相鄰兩個(gè)波數(shù)干涉信號(hào)峰值點(diǎn)之間的波數(shù)變化量與干涉儀光程差的絕對(duì)值成正比,因此利用該測(cè)量系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的高精度絕對(duì)測(cè)量。不同于現(xiàn)有的低相干干涉測(cè)量系統(tǒng),該系統(tǒng)在測(cè)量過(guò)程中無(wú)需對(duì)干涉儀的光程及光源的波長(zhǎng)進(jìn)行掃描,這不僅簡(jiǎn)化了測(cè)量系統(tǒng),而且使測(cè)量速度得到了顯著的提高。在測(cè)量系統(tǒng)中,利用光纖布拉格光柵(FBG)產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)進(jìn)入反饋控制電路,從而穩(wěn)定Michelson干涉儀的光程差。通過(guò)該反饋控制電路。抑制了環(huán)境變化對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的干擾,從而使系統(tǒng)能夠得到高精度的測(cè)量結(jié)果,并適用于在線測(cè)量。本測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量分辨率為6.03nm。對(duì)一個(gè)高度為50μm的臺(tái)階重復(fù)測(cè)量10次,測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差為6.8nm。本文在所提出的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,又進(jìn)一步研究了一種改進(jìn)的測(cè)量系統(tǒng)。在改進(jìn)的測(cè)量系統(tǒng)中,將原本的光纖Michelson干涉儀替換為了光纖F-P干涉儀,并用套管對(duì)其進(jìn)行封裝,構(gòu)成測(cè)量系統(tǒng)中的傳感元件。通過(guò)MATLAB對(duì)改進(jìn)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),由仿真結(jié)果可知,該系統(tǒng)將有效彌補(bǔ)干涉信號(hào)峰值點(diǎn)位置難以確定的不足,進(jìn)一步提高了測(cè)量系統(tǒng)的精確度。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH744.3

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本文編號(hào)：1228167