扫描法布里—珀罗光学双稳态装置

提出一种不含非线性介质的新型双稳态光学装置,用一个具有反馈的扫描F-P干涉仪和一台单模激光器显示光学双稳性。文中介绍了这种装置的原理、特性和实验结果。     

激光光纤电压传感器设计原理及其应用研究

本文报道了利用钛酸钡晶体压电效应及多模光导纤维F-P型干涉仪来测量电压的原理、装置设计及其实验结果,并讨论了在光学测量中光纤的具体参数及其它因素对测量结果及信噪比的影响。     

高灵敏度的量子迈克耳孙干涉仪

迈克耳孙干涉仪不仅可以用来研究物理学的基本问题,而且能够用于精密测量,比如引力波信号的测量.因此,构建高灵敏度的迈克耳孙干涉仪是实现微弱信号测量的关键.目前,人们利用压缩态可以降低迈克耳孙干涉仪的噪声;通过光学四波混频过程能够放大马赫·曾德尔干涉仪中的相位信号,从而提高干涉仪的信噪比和灵敏度.本文研究了一种用于高灵敏度相位测量的量子迈克耳孙干涉仪.在迈克耳孙干涉仪中,利用非简并光学参量放大器取代干涉仪中的线性光学分束器;并且将压缩态注入干涉仪的真空通道,可以得到高信噪比和高灵敏度的干涉仪.由于存在不可避免的光学损耗,分析了迈克耳孙干涉仪内部和外部的损耗对相位测量灵敏度的影响.通过理论计算研究了干涉仪的相位测量灵敏度随系统参数的变化关系,得到了高灵敏度的相位测量量子迈克耳孙干涉仪的实现条件,为用于精密测量的干涉仪的设计提供了直接参考.     

基于法布里-珀罗干涉仪的窄带宽激光脉冲产生及其应用

法布里-珀罗干涉仪的原理是多光束干涉,由于干涉仪内部是谐振腔结构(F-P腔),当入射光的频率满足共振条件时,透射频谱会出现很高的峰值.利用这一特性对输入的光信号进行频率筛选,从而得到理想的窄带宽脉冲信号.本文简要介绍了F-P腔的基本原理,以及利用F-P干涉仪产生窄带宽脉冲的过程,并介绍了该窄带宽脉冲在飞秒受激拉曼光谱、...     

基于F-P干涉仪溶液浓度微变量实时监测系统的研究

设计了一款基于Fabry-Perot(F-P)干涉仪监测溶液浓度微小变化量的传感装置.利用光纤传输激光并用分体CCD采集图像,实现对溶液浓度的高精度微变化量的实时监控和测量.从理论上分析了F-P干涉仪干涉条纹的改变数目Δk与溶液浓度微变化量Δc(Δk)之间的关系,采用平面F-P干涉仪实现高精度测量溶液浓度微变化量的原理和可行性.在实验上构建了由He-Ne激光器、石英光纤、平面F-P干涉容器腔、面阵分体CCD、计算机等组成的实验监控与测量装置,对三组不同浓度的甘油溶液进行测量,通过观察干涉条纹的改变数目测定溶液浓度的改变量,用实验结果标定溶液浓度微变化量Δc(Δk)与干涉条纹改变数目Δk之间的数学解析式.实验结果表明:采用该系统可以监测到10-4量级的溶液浓度的变化值.     

F-P干涉仪测Na灯波长差实验中必问的几个问题

F-P干涉仪测Na灯的波长差是大学普通物理实验中一个重要的实验内容,但是做实验的学生多是没有光学专业知识背景的理工科学生,对实验原理的理解存在一定的困难.文章通过几个简单问题的提出及回答清晰阐述了F-P干涉仪测Na灯波长差的实验原理,加深了学生对实验的理解,提高了实验操作的成功率及物理实验的教学质量.     

激光陀螺谐振腔横模特征的测量与分析

为了判定被测激光的模式特征,基于激光的频率特性,提出了一种测量激光陀螺谐振腔横模特征的方法.利用F-P扫描干涉仪,可以实时在线测量激光模式分布特性,该方法以已知F-P扫描干涉仪的频率间隔和扫频速度为比例尺,将难以测量的横模频率间隔转化为易于测量的时间间隔,通过测量从扫描干涉仪给出的谱图,计算出不同横模的频率间隔与纵模间隔的比例系数,并与该陀螺的理论比例系数进行比较,从而实现对激光陀螺谐振腔横模特征的精确判定.通过对某型环形激光谐振腔的测量实验,得到了该陀螺模式特征随着工作电流大小变化的规律:随着放电电流的增加,激光陀螺腔内所振荡的横模由单一的基模逐渐转变为基模和高阶模的混合模,并准确地判定出该谐振腔横模特征,其测量结果与理论结果误差小于2%.利用该方法横模频率间隔测量准确度可达1 MHz,重复性可达0.4 MHz.     

激光超声位移场的共焦法布里-佩罗干涉仪检测技术

一般共焦法布里-佩罗(Fabry-Perot,FP)干涉仪只能检测声场的法向位移分量,而声场的切向位移分量含有法向位移分量所不能表达的材料特性。本文在检测声场法向位移分量共焦FP干涉仪的基础上,自行研制了一新颖的双通道共焦F-P干涉仪,它同时检测来自试样表面+θ和-θ角上的散射光,通过对两路输出信号作简单的信号处理,可以得到试样表面的位移点。用该F-P干涉仪测量了脉冲激光在Ti膜上激发的Lamb波的法向和切向位移,结果与理论预计一致。     

大口径等厚条纹型F-P干涉仪

本文论述了大口径等厚条纹型F-P干涉仪的工作原理,指出了它具有对光学元件的材料要求较低,抗震动干扰力强,条纹定位精度高等优点.并研制成大口径、能在强震动环境条件下工作的瞬态干涉测试仪,得到了火焰燃烧的干涉图,火箭发动机真实燃气射流的流谱图.     

用激光空腔锁定技术测量材料的拉,压弹性模量的相对误差

将一激光器的工作频率锁定在Fabry-Perot标准具(简称F-P)的共振峰上,利用F-P标准具光学共振频率随腔长的灵敏响应特性,用光学拍频方法测得F一P腔体材料在微小应力作用下的应变值,就可得到材料的弹性模量.本文就此提出了测量材料拉、压弹性模量相对误差的一种方法,并且实测了石英材料拉、压弹性模量的相对误差     

光纤-空间混合光路干涉仪

构建一种光纤-空间混合光路干涉仪,由光纤发射点光源假设导出空间干涉条纹形状的几何形式并进行实验验证;建立干涉光强参数应用模型,讨论了干涉仪的条纹可见度及其偏振特性;理论、实验和参数应用模型表明,此类干涉仪具有结构紧凑、可视化和操作便利性特点,可以作为通用干涉仪用于条纹相移型检测、剪切干涉型测量和光学全息,亦可扩展其光纤传感功能.     

用于弱光光谱测量的压电扫描F—P干涉仪系统

本文给出一个具有优良抗温度漂移性能的、能用于弱光光谱测量的压电扫描式F-P干涉仪系统.     

用激光的强度比较式F-P空腔锁定技术进行微振动的测量

本文描述了一种微振动的激光测量方法。该方法利用F-P标准具的光学共振特性,借助于激光强度比较式F-P空腔锁定技术,在一般实验室条件下,实现了最小被测振幅可达10^-12cm数量级的微振动测量。 关键词：     

光学干涉仪测量极限的本科实验教学演示研究

光学干涉仪是广泛应用于量子精密测量的一种重要的光学仪器,然而由电磁场真空涨落引起的光量子噪声,限制了光学干涉仪的测量精度。为了获得更高的测量精度,测量并分析光学干涉仪的性能成为必然,其中信噪比和最小可探测值是目前最常用的分析光学干涉仪性能的主要参数。然而,在目前本科实验教学中,光学干涉仪通常被用于观察光干涉原理,缺乏对光学干涉仪性能分析的实验演示,因此本文利用Mach-Zehnder干涉仪,测量相位调制器引起的相位差变化,实现光干涉原理验证的同时,重点演示了光学干涉仪信噪比和最小可探测值的测量方法。通过本实验,本科生一方面可以直观地掌握光学干涉仪性能参数的测量方法,另一方面掌握提高测量精度的实验技术手段,为量子精密测量技术的进一步发展提供人才储备。     

大气光学湍流光纤测量技术中的解调算法研究

介绍了直接调制光源型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流的原理,并对其中的载频调制和解调的过程进行了深入的研究.通过计算机对光学湍流随机相位起伏、载频调制与解调过程的模拟证明了直接调制光源型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流的可行性,提出大气光学湍流光纤测量技术中的一种新的信号处理方法.     

应用“离轴的”F-P扫描干涉仪对快束光谱线的都普勒展宽进行补偿

本文叙述了如何将快光束耦合到离轴的F-P干涉仪中去,以补偿都普勒(Doppler)展宽的原理.研究800keV的He~ 离子束经过一个横向磁场时的高分辨束箔光谱学,采用了F-P干涉仪的离轴技术,观察到的谱线宽度约为0.2A.     

基于光学相关的光纤法布里-珀罗传感器解调仪

针对当前光纤法布里-珀罗(F-P)传感器解调仪存在的结构复杂和成本较高等问题,提出一种基于光学相关原理的新型解调方案.采用平板玻璃作为光学互相关器,利用平板玻璃与F-P腔的互相关关系解调出光纤F-P传感器的腔长.建立仿真模型对解调光路进行优化设计,搭建了结构简单的单模光纤F-P传感器解调仪,该仪器仅由宽谱光源、平板玻璃、线阵CCD、柱面镜和单模光纤搭建而成.实验结果表明,腔长解调分辨率达到0.72 nm.该解调仪在光纤测井、液位测量和结构健康监测等领域中的温度、压力和位移测量中有着广阔的应用前景.     

光纤复合型油气井下压力温度测量系统

针对目前广泛使用的电子式油气井下压力温度测量系统可靠性低、高温环境漂移大的不足,设计了一种基于非本征型F-P干涉仪(EFPI)和光纤布喇格光栅(FBG)的复合型油气井下压力、温度测量系统,详细说明了其工作原理、传感器组成和信号解调方法,初步试验结果表明,该测量系统不仅克服了电子测量方式的不足,而且具有复用性好、测量精度高等优点.     

基于迈克耳孙干涉仪的近场光学实验

介绍了一种以迈克耳孙干涉仪作为操作平台的近场光学实验系统.该系统可以测量棱镜内表面全内反射产生的隐失场,观察两维光栅样品的近场光学结构,还可以用于光子扫描隧穿显微镜(PSTM)的原理性实验,有助于学生深入了解隐失场的结构和近场光学显微镜的基本工作原理.该装置具有结构简单可靠,操作简便等特点,十分适用于物理实验教学.     

多功能干涉测量实验装置

基于迈克耳孙干涉仪,利用自动图像处理技术及零件移动距离光学测量技术,构建多功能干涉测量实验装置,该装置能够测量光源波长、光学球面半径、检测光学面形.