雙折射是光束入射到各向異性晶體時分解成振動方向互相垂直、折射率不同的o光和e光兩種偏振光的現(xiàn)象,被廣泛應(yīng)用于超高分辨成像、微納加工、集成電路、航空航天等領(lǐng)域。微小雙折射是評價光學材料以及器件的光學均勻性的重要指標,對此參數(shù)的檢測將有利于更好的分析光學材料及器件的質(zhì)量和性能。為了彌補偏振光干涉法測量靈敏度低的不足,電光調(diào)制、彈光調(diào)制等逐漸被應(yīng)用于光學材料的雙折射和均勻性檢測中,因此,本論文提出了一種高速、高精度、高靈敏度的基于彈光調(diào)制器和電光調(diào)制器聯(lián)合調(diào)制的微小雙折射參量檢測方法。本文主要從以下幾個方面展開闡述。本文首先分析了彈光調(diào)制器和電光調(diào)制器的工作機理和模型,提出了基于PEM和EOM聯(lián)合調(diào)制的微小雙折射檢測方法與系統(tǒng)模型。其次,針對彈光調(diào)制器的頻率溫漂特性,在構(gòu)建彈光調(diào)制器熱交換動態(tài)模型和諧振等效模型的基礎(chǔ)上,提出了基于電壓補償?shù)腜EM驅(qū)動電壓自調(diào)節(jié)方法。再次,以FPGA為核心設(shè)計數(shù)據(jù)處理模塊,在該模塊中通過探測器、信號調(diào)理電路、雙路AD采集模塊獲取調(diào)制信號的直流分量、基頻分量以及二倍頻項,同時調(diào)制信號與參考信號在FPGA內(nèi)完成數(shù)字鎖相,結(jié)果通過串口通信模塊傳到LabVIEW中進行... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題選題背景與研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微小雙折射檢測方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 彈光調(diào)制器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 電光調(diào)制器的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題來源、目的及研究內(nèi)容
2 基于PEM和 EOM的雙折射參量檢測方法研究與建模
    2.1 雙折射的原理
    2.2 彈光調(diào)制器的工作機理與模型
    2.3 電光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)和工作模型
    2.4 基于PEM和 EOM聯(lián)合調(diào)制的微小雙折射參量檢測模型
    2.5 本章小結(jié)
3 微小雙折射系統(tǒng)中彈光調(diào)制器穩(wěn)定性控制方法研究
    3.1 彈光調(diào)制器的頻率溫漂特性分析
        3.1.1 溫度對彈光調(diào)制器的影響
        3.1.2 彈光調(diào)制器動態(tài)模型的分析
    3.2 彈光調(diào)制器相位延遲量測量的理論分析
    3.3 彈光調(diào)制器穩(wěn)定控制方法的研究
        3.3.1 高壓驅(qū)動電路的設(shè)計
        3.3.2 彈光調(diào)制驅(qū)動控制方法的實現(xiàn)
    3.4 本章小結(jié)
4 基于PEM和 EOM的微小雙折射檢測模型的硬件電路設(shè)計
    4.1 硬件電路總體設(shè)計
    4.2 FPGA外圍電路的設(shè)計
        4.2.1 電源電路設(shè)計
        4.2.2 FPGA時鐘電路設(shè)計
        4.2.3 FPGA下載配置電路設(shè)計
    4.3 偏振調(diào)制信號采集、獲取與傳輸電路設(shè)計
        4.3.1 偏振調(diào)制信號獲取電路設(shè)計
        4.3.2 AD采集電路設(shè)計
        4.3.3 FPGA與上位機通信電路設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
5 微小雙折射檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    5.1 彈光偏振信號獲取與數(shù)據(jù)通信模塊的設(shè)計
        5.1.1 參考信號的設(shè)計
        5.1.2 基于鎖相技術(shù)的信號獲取模塊的設(shè)計
        5.1.3 串口通信模塊設(shè)計
        5.1.4 LabVIEW上位機的設(shè)計
    5.2 本章小結(jié)
6 實驗與分析
    6.1 微小雙折射參量檢測模型
    6.2 微小雙折射系統(tǒng)的穩(wěn)定測試
    6.3 PEM和 EOM驅(qū)動實驗的分析
        6.3.1 LabVIEW調(diào)節(jié)驅(qū)動信號頻率和占空比測試
        6.3.2 基于FPGA產(chǎn)生的驅(qū)動信號的精度測試
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]平板玻璃中部應(yīng)力的偏振移相檢測法[J]. 張偉,朱秋東,張旭升.  光學學報. 2018(04)
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博士論文
[1]彈光調(diào)制傅里葉變換光譜儀穩(wěn)定性研究[D]. 王艷超.中北大學 2014
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碩士論文
[1]高性能波片測量儀設(shè)計研究[D]. 王金偉.中北大學 2019
[2]基于相位閉環(huán)控制的彈光調(diào)制器穩(wěn)定技術(shù)研究[D]. 羅欣瑋.中北大學 2018
[3]基于彈光調(diào)制的波片雙折射測試系統(tǒng)研究[D]. 楊曉.中北大學 2017
[4]彈光調(diào)制雙閉環(huán)穩(wěn)定與控制技術(shù)的研究[D]. 陳光威.中北大學 2016
[5]JDSU-10G光強度調(diào)制器驅(qū)動技術(shù)研究[D]. 王媛麗.長春理工大學 2016
[6]大功率、高速率電光調(diào)制器射頻驅(qū)動源研究[D]. 熊力銳.長春理工大學 2013
[7]電光相位調(diào)制器在干涉型光纖傳感器中的應(yīng)用[D]. 傅鈺.大連理工大學 2013
[8]彈光調(diào)制器及其高壓驅(qū)動技術(shù)研究[D]. 魏海潮.中北大學 2013
[9]紅外晶體雙折射測試設(shè)備測控系統(tǒng)研究[D]. 何淼.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2011



本文編號：3002542