激光干涉儀是實現(xiàn)大量程納米測量的重要方法,激光干涉儀在使用過程中由于光源、環(huán)境干擾、電路結(jié)構(gòu)、光學(xué)鏡片等因素,其信號不可避免存在直流漂移、幅值穩(wěn)定性、相位誤差等誤差,因此激光干涉儀的信號誤差的實時補償是實現(xiàn)高精度測量的關(guān)鍵。本文在實驗室搭建激光干涉儀的基礎(chǔ)上,分析了激光干涉儀信號誤差的特點,基于高速信號采集卡與LabVIEW軟件平臺,設(shè)計開發(fā)了干涉信號誤差補償、信號解調(diào)和細分系統(tǒng),實現(xiàn)干涉儀信號的實時高精度測量。本論文主要完成了以下工作:（1）分析了單頻激光偏振干涉光路結(jié)構(gòu),搭建了單頻激光干涉測量光路,對光路誤差進行理論分析,研究了誤差對測量結(jié)果的影響。（2）對光電轉(zhuǎn)換電路進行硬件設(shè)計、制作與調(diào)試,主要包括光電檢測模塊和放大電路模塊,光電轉(zhuǎn)換電路可通過增益調(diào)整和濾波進一步優(yōu)化輸出信號質(zhì)量,提高正交信號的信噪比。（3）基于位移測量的精度和實時性要求,確定誤差補償和信號解調(diào)算法和方案,利用高速信號采集卡與LabVIEW軟件平臺編寫了信號采集、信號解調(diào)與信號誤差補償程序,實現(xiàn)了干涉信號的實時解調(diào)與誤差補償。（4）利用實驗室搭建的激光干涉儀系統(tǒng)與雷尼紹XL-80激光干涉儀進行了對比實驗,實驗表... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SIOS單頻激光干涉測長系統(tǒng)圖

光束在偏振分光鏡 PBS1 的偏振分光面處被分成兩路線偏振為測量臂光束，為振動方向與紙面的平行偏振光；另一路作為振動方向與紙面垂直的垂直偏振光。反射光和透射光分別片 1、2 調(diào)整偏振方向和經(jīng)角錐棱鏡反射后，測量臂端的平行1 后變?yōu)榇怪逼窆�，反射入非偏振分光鏡 NPBS；參考臂端回 PBS1 后變?yōu)樗狡窆猓干淙?NPBS；兩偏振方向相互在非偏振分光鏡 NPBS 的作用下等分成兩束光分別透射和反束經(jīng)λ 4 波片 3 后，偏振方向發(fā)生改變，變?yōu)閮烧駝臃较蛳喾聪辔谎舆t90°。光束經(jīng)偏振分光鏡 PBS2 分光后變成兩束線偏面上產(chǎn)生干涉，干涉信號被探測器 2 和探測器 4 接收，信號相透射光束經(jīng)λ 2 波片 2 后，偏振方向發(fā)生改變，變?yōu)閮烧駝臃焦�，且相位延遲90°。光束經(jīng)偏振分光鏡 PBS3 分光后變成兩在分光面上產(chǎn)生干涉，干涉信號被探測器 1 和探測器 3 接收°。由此，光電探測器 1、2、3、4 接收到相位依次相差90°的測器接收到的光強變化反映出位移信息[17]。

經(jīng)過偏振器后變?yōu)?，偏振器件的線性變則被稱為該偏振器件的瓊斯矩陣。利當(dāng)偏振光依次通過 N 個偏振器件（設(shè)它們的瓊斯后的光的偏振態(tài)：振態(tài)時，式中矩陣相乘的次序不能顛倒，為了方 為偏振光光路矢量分析圖，表 2.2 列出了典型光


本文編號：2910046