首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 128 毫秒
1.
杜军  杨娜  李峻灵  曲彦臣  李世明  丁云鸿  李锐 《物理学报》2018,67(6):64204-064204
本文对现有相位调制激光多普勒频移测量方法进行了改进,通过定义新的鉴频参量来同时利用相位调制信号直流和交流分量中的有用信息进行多普勒频移测量.由于相位调制信号直流分量中包含着调制信号光的Fabry-Perot干涉仪光强透过率,所以这一改进本质上是将基于Fabry-Perot干涉仪的边缘技术激光多普勒频移测量方法的优势引入到相位调制测量方法中,以提高其自身的性能.理论上证明改进后的相位调制激光多普勒频移测量方法无需对信号光的光强进行测量,所以可以进一步简化探测系统的结构和较少噪声混入的通道.另外,通过对改进前后鉴频和测量灵敏度曲线进行对比,还证明了其具有更高的测量灵敏度和动态范围.实验上对硬目标反射的频移可控信号光进行测量,不但证明了理论的正确性,而且证明了改进后的相位调制激光多普勒频移测量方法,测量动态范围提高约1倍,测量标准偏差降低约35%.  相似文献   

2.
对相位调制拍频信号随信号光频率变化规律进行分析,发现拍频信号相位参量的频谱包含两个在值域上彼此分开的单调边缘,表明利用拍频信号的相位参量可以进行多普勒频移测量.如果利用拍频信号振幅参量对出射激光进行工作点锁定,其多普勒频移测量范围是Fabry-Perot干涉仪边缘技术的两倍.理论分析拍频信号振幅和相位参量的提取方法,表明基于此拍频信号相位参量的测量方法无需进行信号光能量检测,与Fabry-Perot边缘技术方法相比,结构更简单,且少了一条外部噪音混入的通道.为了对该多普勒频移测量方法定量分析和参量优化,利用误差合成原理以及计算机仿真,推导出其测量误差公式.根据测量原理搭建了实验系统,用频率可调光纤激光器的输出光模拟多普勒频移信号光进行测量,结果表明鉴频参量及其误差分布曲线的测量结果与理论分析相符合.  相似文献   

3.
提出了一种新的激光多普勒频移测量方法,该方法以相位调制拍频信号振幅和相位作为自变量定义新函数,并以该函数作为多普勒频移鉴频参量,将两类相位调制激光多普勒频移测量方法结合.理论上将该方法的鉴频曲线、灵敏度曲线以及误差曲线等与两类相位调制方法的相应曲线进行比较,发现该方法不但继承了相位调制拍频信号振幅方法的工作方式,能够对小频移量进行测量,而且吸收了相位调制拍频信号相位方法的测量能力,具有更高的测量灵敏度和动态范围.通过实验对硬目标反射的频移可控信号光进行测量,证明了理论的正确性,而且通过调整平移参数,可以使该方法的测量动态范围提高约26.8%,更适合对高多普勒频移量进行测量.  相似文献   

4.
尚建华  任立红  徐海芹  赵曙光  贺岩 《光子学报》2012,41(10):1149-1155
分析了单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计中声光移频器驱动信号的频率稳定性和信号功率对待测振动信号的影响.为了降低声光移频器驱动信号频率漂移的影响,提出双声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计,并基于直接数字频率合成技术,以相位噪音低、初始相位可控的芯片AD9912为核心器件,完成了声光移频器驱动信号生成及处理模块的设计.开展了双声光移频器组成的外差式激光多普勒测振计的振动测量实验,结果表明,驱动信号生成装置可以驱动声光移频器正常工作,且测振计的本底噪音在0~10kHz频带范围内呈现平坦分布,0~1kHz频段内噪音得到明显抑制,较单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计有显著改善.  相似文献   

5.
尚建华  任立红  徐海芹  赵曙光  贺岩 《光子学报》2014,41(10):1149-1155
分析了单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计中声光移频器驱动信号的频率稳定性和信号功率对待测振动信号的影响.为了降低声光移频器驱动信号频率漂移的影响,提出双声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计,并基于直接数字频率合成技术,以相位噪音低、初始相位可控的芯片AD9912为核心器件,完成了声光移频器驱动信号生成及处理模块的设计.开展了双声光移频器组成的外差式激光多普勒测振计的振动测量实验,结果表明,驱动信号生成装置可以驱动声光移频器正常工作,且测振计的本底噪音在0~10kHz频带范围内呈现平坦分布,0~1kHz频段内噪音得到明显抑制,较单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计有显著改善.  相似文献   

6.
基于实验教学使用的迈克耳孙干涉仪开发出的低速/微振动测量实验系统,给出了一种激光多普勒频移的计算机自动测量方法,并通过大量的比较实验数据,验证了激光多普勒频移计算机自动测量方法的有效性.  相似文献   

7.
为了能够对相位调制激光多普勒频移测量方法进行定量分析以及优化设计,使其在实际应用中获得最佳测量结果,从该多普勒频移测量方法的工作原理出发,对其测量误差分布规律进行了理论与实验研究,建立了该方法的测量误差模型。并利用该模型对此测量方法的频移测量精度等方面受相位调制频率和相位调制深度的影响进行了理论研究,发现当相位调制频率为Fabry-Perot干涉仪透射率曲线半峰全宽的0.63倍以及相位调制深度为1.08时,该方法的测量精度可以达到最高。  相似文献   

8.
杜军  赵卫疆  曲彦臣  陈振雷  耿利杰 《物理学报》2013,62(18):184206-184206
提出了一种激光多普勒频移测量方法, 此方法利用正弦相位调制使信号光在原频率成分基础上产生正负一阶边带, 再由Fabry-Perot干涉仪对调制光振幅和相位进行调整, 使其产生固定频率的拍频信号, 利用此拍频信号的振幅随频率变化而变化的性质来进行多普勒频移测量. 通过理论分析证明该方法具有很高的测量精度, 加工装调难度不大, 兼顾了普通相干与非相干探测方法的优势. 另外通过实验证明该方法的正确性与可行性, 并通过与普通非相干方式比较发现该方法在测量精度上可以提高 约1个数量级. 关键词: 多普勒频移 相位调制 Fabry-Perot干涉仪 拍频  相似文献   

9.
在传统的激光多普勒测振方法中,频移信号的检测通常需要具有比较复杂的频率或相位解调系统。从激光多普勒频移和干涉理论出发,提出了一种测量振幅小于纳米量级的方法———直接强度解调法。分析了直接强度解调法的适用范围。实验中利用了迈克尔逊干涉仪结构,采用了直接强度解调的方法。对振幅约为1nm的振动信号来说,其信噪比为23dB。  相似文献   

10.
提出了一种基于硅/二氧化硅基底的平板状圆形单层二硫化钼纳米机械振子系统。通过将一束较强的抽运激光和一束较弱的探测激光同时作用于该振子系统,实现了一种测量机械振子频率的全光学方法,证明了系统中存在声子诱导透明现象,并给出其物理解释。通过测量探测吸收谱中两尖峰之间的分裂宽度,发现激子和振子的耦合强度与线宽呈正比关系,该方法可用来测量激子和振子的耦合强度。基于该纳米机械振子系统,提出了一种全光学质量传感方案。通过测量光谱中的共振频移,可直接得到沉积在二硫化钼振子表面的额外质量。数值结果显示,该振子系统的质量响应率为2.32Hz/ag。单层二硫化钼纳米机械振子系统将在量子传感和基于二硫化钼的全光学器件中得到广泛应用。  相似文献   

11.
In order to improve the resolution of seismic acquisition, a new seismic acquisition system based on tangential laser Doppler effect with an optimized differential optical configuration is proposed. The relative movement of the inertia object and the immobile frame is measured by laser Doppler effect, which can avoid the electromagnetic and thermometric interference, and the adoption of frequency-modulated (FM)transmission can improve the ability of anti-jamming. The frequency bandwidth is properly determined by analyzing the frequency of the Doppler signal. The velocity, displacement, acceleration, and frequency to be measured can be real-time acquired by frequency/velocity (F/V) converting the FM Doppler signal.A 100-dB dynamic range and the linear frequency range of 1.0 to 1000 Hz are realized.  相似文献   

12.
 为了减小载体振动对传统差动激光多普勒测速仪(LDV)测速精度的影响,提出了Janus配置的差动LDV,并对其速度测量的相对误差进行了理论分析与数值仿真。结果表明:Janus配置技术可以近似反演出载体上下振动时的俯仰角,并对速度进行补偿;载体上下振动对传统差动LDV的测量精度有较大影响,而对Janus配置的差动LDV的影响较小;在Janus配置的差动LDV中,当存在俯仰角且大小一定时,随着载体上下起伏速度与运行速度比值增大,速度测量的相对误差增大;当载体上下起伏速度与运行速度的比值为0.01,俯仰角小于10°时,Janus配置的差动LDV的速度测量的相对误差小于0.2%。  相似文献   

13.
Koichi Maru  Liu Yan Hu  Yusaku Fujii 《Optik》2011,122(11):974-977
A laser Doppler velocimeter (LDV) for two-dimensional velocity measurement using a simple optical configuration without any optical modulator is proposed. The structure using polarized beams and the 90° phase shift of the reference beam is used to discriminate the direction of velocity. The analytical relation among beat frequencies and velocity components is derived and the characteristics of the proposed LDV are simulated. The simulation results indicate that the direction of velocity can be discriminated by the proposed LDV as well as the magnitudes of the components of the velocity.  相似文献   

14.
基于激光差动多普勒效应的微机电系统动态测试技术   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了一种用于测量微机电系统(MEMS)器件瞬时速度、位移的测量系统。采用激光差动多普勒技术,检测谐振器在平面内的振动,测量垂直于系统测量光轴方向的振动速度。并在差动多普勒测量光路的基础上加入了CCD监测光路,实时观察被测器件调整过程和振动情况。通过处理电路从光学系统输出的高频信号中提取多普勒信号,利用Labview和Matlab软件对采集的多普勒信号进行时频分析,得到被测器件的运动参量。通过对测点的微定位,对MEMS器件进行整平面的扫描,得到器件振动的瞬时速度场,为进一步对MEMS器件的高阶谱振动分析及扭转分析提供了一定的基础和必要的支持。  相似文献   

15.
光纤激光陀螺镜在超短脉冲测量中的应用研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
介绍了采用光纤激光陀螺镜测量超短脉冲宽度、形状、相位时的应用理论.以及相关群速度色散的补偿办法:利用可以自行调节旋转角速度的光纤陀螺镜作为光学延迟线实现旋转角速度的任意连续调整.并在使用归一化的Gerchberg-Saxlon算法中实现过程自动控制、克服了原有测量方法中因时延一定.只能作一次自相关处理.及把时延测量变为路径测量时准确性差和测量精度有限的缺点。利用高精度单光子计数系统对相干光包络进行测量.极大地提高了测量精度.进一步拓宽了超短脉冲在物理、生物、化学以及超高速光纤通信等领域的应用范围.  相似文献   

16.
Laser Doppler vibrometry based on self-mixing effect   总被引:1,自引:0,他引:1  
In this paper, a simple, compact and low cost laser Doppler vibrometer is presented. It is simply composed of a laser diode (9 mm in diameter, 2 g of weight, emitting at 825 nm) and by a two-lens optical system designed to focus the laser radiation on the vibrating target. This sensor can measure target velocity. The working principle is based on the self-mixing effect that occurs in a semiconductor laser diode when the emitted radiation is back reflected toward the cavity and then re-introduced inside. The target velocity is calculated measuring the frequency of the peak of the spectrum of the signal generated by a photodiode mounted on the back facet of the laser diode. In this article, the design and the realisation of the vibrometer is reported. The self-mixing vibrometer has been calibrated in the range 0–300 mm/s, using a rotating disk covered with white paper. The effect of the angle of measurement and target distance are reported. Finally, the sensor has been compared with a commercial laser Doppler vibrometer using a vibrating surface as a target.  相似文献   

17.
An idea of using laser Doppler velocimeter (LDV) to measure the velocity for the vehicle inertial navigation system was put forward. The principle of measuring its own velocity with laser Doppler technique was elaborated and reference-beam LDV was designed. Then Doppler signal was processed by tracking filter, frequency spectrum refinement and frequency spectrum correction algorithm. The result of theory and experiment showed that the reference-beam LDV solved the problem that dual-beam LDV cannot be used for measuring when the system was out of focus. Doppler signal was tracked so that signal-to-noise ratio was improved, and the accuracy of the system was enhanced by the technology of frequency spectrum refinement and correction. The measurement mean error was less than 1.5% in velocity range of 0-30 m/s.  相似文献   

18.
The self-mixing interference for optical velocity sensing is experimentally investigated in an all-fiber configuration distributed Bragg reflector laser. Simultaneously, theory model of self-mixing interference laser Doppler velocimeter based on quasi-analytical method. The experimental results show Doppler shift frequency is linearly proportional to the value of the velocity which agrees well with theory analysis. The results preserve an enough signal-to-noise ratio around 40 dB in the range from 39.3–317.0 mm/s (measurement range depending on bandwidth of circuit) for velocity measurement. Additionally, the cutoff circuit is used in our system to get a stable Doppler signal and reduces the error rate to 0.136 % in practical measurement.  相似文献   

19.
高空遥测激光多普勒检波系统研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
为解决远距离处人工地震波的检测问题,研究了光源的相干性,系统的稳定性.激光多普勒信号强度、信噪比,位移测量灵敏度和精度等理论及方法。采用在腔内捕人两个直径为1.8mm的可变光阑和输出光的准直结构(4倍).增大光源的相干长度和可测距离;在两路光中分别加入声光调制器和λ/4波片.实现偏振态匹配并使系统工作更稳定,提高信噪比;采用透镜聚焦接收.增大信号强度;采用特伦逆向反射装置,消除它在位移或振动过程巾因偏摆或横移所带来的影响,使测量灵敏度和精度提高约一倍。将此系统用于2m处的振动进行原理性实验,其振幅测量相对误差为0.1%,可测频率最高为750Hz,因此可用于高空遥测人工地震波。  相似文献   

20.
A bi-directional laser Doppler velocimeter utilizing optical frequency shifting has been developed. Optical frequency shifting is achieved by using a rotating radial grating. A high diffraction efficiency permits the system to be used in the fringe mode. The zero velocity frequency shift can be varied from 0.1 to 2.5 MHz with a stability better than 0.2%. Important applications are velocity measurements in reversing flows, highly turbulent flows, two-phase flows, and boundary layers. The system described may also be used for vibration analysis. Experimental results are presented.  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号