瞬态位移干涉仪信号处理新方法

利用短时傅里叶变换计算速度快的特点,先对瞬态位移干涉仪信号进行预处理,得到速度的轮廓范围.据此估计小波变换中尺度因子的范围,然后用连续小波变换的方法对信号再次进行处理,用此方法分析计算机模拟出的位移干涉信号,恢复的速度相对误差小于2％.对高速爆轰实验中的位移干涉信号分别采用短时傅立叶变换、小波变换和二者相结合的方式进行...     

用迈克尔孙干涉仪测量位移的精度改进

迈克尔孙于涉仪"是近代著名的物理实验内容，在工科物理实验教学中，基本都有测量He-He激光的波长或钠双线的波长差的内容.本文结合科研工作的实际，讨论用迈克尔孙干涉仪测量位移的精度改进，此内容可作为该课程的一个综合实验或选做内容.如图所示，根据非定域干涉圆条纹的"吞"、"吐"现象，若M；镜移动了距离nd引起条纹"吞"或"吐"的数目为N，则波长λ已知，可测得面d，这就是用迈克尔孙干涉仪测长的基本原理.由（1）式可知，用迈克尔孙于涉仪测量位移，其精度基本为半波长的数量级.如实验中采用He-Ne激光器，其值约为0.4μm.这对于一般…     

用于微位移测量的笔束激光干涉仪

介绍了一种基于空间干涉原理的亚微米零差干涉位移测量方法。该方法是对笔束激光干涉仪在微位移测量领域的应用 ,干涉仪的测量精度不受光束波前畸变等光源噪声的影响。给出了干涉仪主要结构参数的选取原则 ;构建了用于微位移测量的笔束激光干涉仪实验系统。实验结果表明 ,该系统具有纳米测量分辨率。     

空间域相位调制干涉仪用于微位移测量

本文从波动光学的干涉理论出发，描述了空间域相位调制干涉测量位移的原理。给出干涉仪的系统构成原理。比较空间域相位调制与时间域相位调制的异同点。指出空间域相位调制的特点。提出空间域相位调制干涉仪的两种工作状态，即单条纹和双条纹工作状态。最后给出位移测量结果。     

基于径向剪切干涉仪的三维位移测量技术

本文提出一种基于双圆光栅径向剪切干涉仪的三维位移测量方法,其测量原理是径向剪切干涉仪所形成的莫尔条纹不仅由二维平面内位移决定,轴向位移会在+1和–1级莫尔条纹之间产生一个特定的相移.首先,基于标量衍射理论对双圆光栅径向剪切干涉仪的+1和–1级莫尔条纹强度分布进行推导,建立了三维位移量与莫尔条纹强度分布的精确解析关系;其...     

用于位移精密测量的光外差马赫-泽德干涉仪

本文介绍了我们研制的用于位移精密测量的光外差马赫－泽德干涉仪。由于在光路设计中采用了共光路的布置，共模抑制技术得以实现，环境干扰产生的噪声得到很好的消除，相位检测的稳定性和精度大大提高。使用该干涉仪测量了一台在光学相移器内ＰＺＴ微位移驱动装置的电压－位移关系。测量结果具有良好的线性和重复性，与预期相符。根据测量数据分析，该光外差干涉仪具有３ｎｍ的位移测量精度。     

全光纤多模速度干涉仪的研究

针对传统全光纤单模速度干涉仪在爆炸冲击试验中,前端的单模准直器对高速运动的物体的漫反射光难以有效收集,提出了全光纤多模速度干涉仪的装置。利用超辐射发光二极管作为光源,初步验证了全光纤多模速度干涉仪的可行性。主要阐述了全光纤多模速度干涉仪的原理和结构,并将其与全光纤单模速度干涉仪在喇叭振动速度的实验中进行比较,取得了一致的结果,最后还进行霍普金森压杆撞击实验,实测的速度最大值为10.49 m/s,与理论值10 m/s符合较好。     

干涉仪移相器相位移π/2标定方法的研究

干涉仪移相器的相位标定在很大程度上决定了移相干涉仪的测量精度。本文是用傅里叶变换的原理,测量出推动移相器移动的压电陶瓷堆(PZT)的微位移量,并在此基础上提出了一种用空域滤波法得到干涉因光强分布,并判断其移相误差从而校正移相器步进π/2的方法。本文组建了一套数字平面干涉仪,对干涉仪移相器进行实验,在5步法情况下其移相误差在0.5%以下。     

光纤速度干涉仪

本文提出了一种用光纤作为延迟臂的新型速度干涉仪——光纤速度干涉仪,用以测量速度随时间的变化。选取不同长度的光纤,可测不同的速度范围。它扩展了测速范围,提高了测量精度。该系统提供两个相位差为90°的信号,因而提高了分辨率,并可鉴别加速与减速。     

一种处理远红外激光干涉仪相移信号的新方法

一、引言 在等离子体物理实验中,电子密度的获取十分重要。对于中小型托卡马克装置,其密度范围正好在HCN远红外激光干涉仪(波长337μm)的可测范围,国内外许多装置都用HCN激光干涉仪来测其电子密度n_e。测量来自于干涉仪的两路信号—探测信号V_D和参考信号V_R之间的相位差即可得到n_e。密度相移信号的产生及与n_e的对应关系、传统测量相位差的方法已有专文叙述。传统处理方法由于存在相移过2π时计数值的跳变问题,在密度起伏较频繁     

克服光纤Mach-Zehnder干涉仪信号衰落的新方法及分析

为了克服光纤Mach-Zehnder干涉仪易受环境因素影响而引起偏置相位漂移从而导致输出信号衰落(波动)的问题,提出一种新的简单方法,即:将干涉仪输出信号分为直流和交流两个分量,通过直流分量的大小来计算交流信号的补偿因子,以达到克服交流信号衰落、稳定检测传感信号的目的在小信号测量情况下,该方法在很大范围内能有效抑制随机温度涨落等因素引起的信号衰落的问题文中对补偿方法的误差和局限性也做了分析和讨论.     

傅里叶变换干涉仪激光信号处理电路的分析

激光信号处理电路是傅里叶变换干涉仪的重要组成部分,为提高干涉仪控制器的控制精度,在分析干涉仪工作特点的基础上设计了激光信号处理电路,并着重分析了四阶Besell带通滤波器的误差传递路径,及各噪声对信号质量的影响,从而为低噪声电路设计提供一定的理论基础,具有参考作用.最后,半实物仿真结果表明所设计的激光信号处理电路精度达到0.01％,从而验证了所设计电路的合理性.     

新型机器人红外传感皮肤信号处理方法的研究

机器人红外传感皮肤是一种新型的外部感知系统,它具有信息量大,实时性好,与环境无接触测量的特点,被广泛应用在多关节机器人实时避障系统中。但是皮肤上的微型红外传感器输出易受到可见光、工频电源、日光灯等噪声干扰,传统的模拟电路很难满足系统实时性和准确性的要求。为了提高系统的性能,给出了一种基于数字信号处理(DSP)的全数字信号处理技术,采用快速傅里叶变换(FFT)对传感器信号进行处理。分析了快速傅里叶变换误差产生原因,提出加汉宁(Hanning)窗进行误差补偿。仿真和实验结果表明,该技术能有效地减少噪声对系统的影响,使红外传感皮肤能够准确实时地给出周围环境信息。     

基于EEMD-MRA方法的LIBS信号处理研究

LIBS技术优点众多,但由于光谱噪声干扰和基体效应等因素,影响了分析的准确度^[1]; EEMD方法能清晰的将LIBS信号中的不同特征成分自适应的分解开来。MRA方法能够补偿元素信号之间的互干扰,可进一步提高LIBS信号的准确性。通过自行搭建的测试系统获得了标准样品的原始信号,使用EEMD-MRA方法进行处理后,元素浓度曲线的决定系数R²得到了极大的提高,大大的提高数据的准确性,为LIBS信号的处理提供了一种全新的方式。     

高效液相色谱-原子荧光光谱联用中的连续数字信号采集和处理

本文报道了利用Visual C 编写原子荧光光谱仪的数字信号采集和处理软件,成功地解决了原子荧光光谱仪作为联用技术在线检测器的数据采集问题,实现了通过计算机串口对瞬变光谱信号的连续采集和实时的曲线绘制。本工作采用Savitzky-Golay平滑、傅里叶变换滤波和小波滤噪三种数据处理技术对采集数据进行平滑和滤波,并对其处理效果进行了比较。并以镉为例,验证了高效液相色谱与国产原子荧光光谱联用应用于形态分析的可能性。     

一种提高迈克尔逊干涉系统抗干扰能力的新方法

为了提高迈克尔逊干涉系统的抗干扰能力,取代传统的动镜扫描结构,设计了基于电光调制晶体折射率实现光程扫描的干涉系统。通过加载在可变折射率晶体上的调制电信号,使晶体折射率产生周期性变化,从而在原有系统光路中调制折射率改变光程差。通过理论计算获得了电光调制过程中系统可以产生的最大光程差,并仿真分析了晶体厚度及晶体衍射效率对调制过程的影响。经仿真分析可知,随着调制电压范围的增大,可获得的光程变化范围也增大,从而系统光谱分辨能力也相应增大。同时,在调制过程中设置调制范围使衍射损失的能量小于总能量的10%,从而保证较好信噪比。实验结果显示,随着调制电压的变化,干涉条纹产生周期性移动,但超过一定范围时会产生非线性误差。通过修正算法后系统光谱分辨率可达7.2 cm-1。在无抗震实验平台的条件下,传统干涉系统的相对误差超过20%,而本系统的相对误差低于3%,证明了系统采用静态电光调制后抗干扰能力显著增强。     

Displacement measurement based on joint fractional Fourier transform correlator

A displacement measurement technology based on joint fractional Fourier transform is firstly proposed. Contrast to conventional displacement measurement based on joint Fourier transform correlator, the position of cross correlation peak in the proposed technology could be fixed arbitrarily according to the order of fractional Fourier transform. The optical setup in the proposed technology is more flexible and easier to implement. Simulation and experiment results are given out to verify the analysis.     

干涉仪自适应抗振的空间移相术

根据时域移相算法的概念,提出了一种空间移相术,它能够检测因外界振动导致条纹抖动而引起的干涉图样的空间相位变化.运用这种技术在TwymanGreen移相式干涉仪中建立了一套自适应抗振系统,它可以实时测量振动引起的相位变化大小,并通过反馈器件PZT实时校正干涉条纹的相位,使得干涉条纹稳定以保证光学测量的正常进行,与此同时PZT还作为移相器件.     

Large Signal Analysis of the Michelson Interferometer with Gires-Tournois Interferometers in its Arms

A mathematical model for the transfer function of the Michelson interferometer with Gires-Tournois interferometers in its arms is presented. The model, basically a sine-series function, can easily yield closed-form expressions for the amplitudes of the harmonic and intermodulation components of the output when the input is formed of large-amplitude multisinusoidal voltage. The special case of two-tone equal-amplitude input voltage is considered in detail. The results show that the third-order intermodulation component is always higher than the third-harmonic component. The results also show that the linearity of the Michelson interferometer with Gires-Tournois interferometers in its arms improves with the increase of the front mirror reflectivity. Moreover, the results show that the third-order intermodulation exhibits a minimum for relatively large values of the front mirror reflectivity. Furthermore, compared with the traditional Mach-Zehnder interferometer, the results show that a reduction of 15 dB in the third-order intermodulation can be achieved even for relatively small values of the front mirror reflectivity.     

一种用激光干涉测量光波波长的新方法

提出了一种利用激光干涉仪测量光波波长的方法。通过改变在光的传播路径上垂直放置的透明玻璃与光传播方向的角度,使相干光的光程差发生变化;利用干涉条纹与转过角度、透明玻璃厚度之间的关系,通过激光干涉实验能准确测量出光波的波长。