半导体激光自混频干涉式传感器中的干涉与调制

应用F-P模型，阐述了半导体激光自混频干涉式传感器的干涉与调制过程，同时给出了相应的计算．     

半导体激光自混频干涉法测振动速度

应用半导体激光自混频干涉方法可研究物体的振动速度．本文阐述了测速的基本原理，给出了信号分析的理论依据和计算方法。     

基于激光自混合干涉的物体旋转中心确定方法

在被测物体上设置一低反射率反射镜,激光器输出的激光束入射到反射镜上,激光束经反射镜反射反馈回激光器内.入射光线若偏离被测物体的旋转中心,当被测物体旋转时,将引起激光器的输出功率随角度变化的自混合干涉信号.当入射光线通过被侧物体的旋转中心时,被测物体的角度变化将不会导致回馈光的光程变化,被侧物体旋转时也就观测不到自混合干...     

激光二极管自混合干涉和微振动的实验观测

介绍了利用LabView软件虚拟示波器和信号源,对激光二极管自混合干涉和微振动进行的实验观测.该实验可以作为本科低年级学生的综合设计实验.     

用激光自混合干涉测量扬声器的Q值

用激光自混合干涉方法测量扬声器振动,从扬声器振动引起的自混合干涉信号测量扬声器振动速率.由正弦波激振扬声器测量振速的幅频特性曲线,谐波中包含扬声器谐振频率的方波激振扬声器测量振速衰减曲线,分别按谐振法和衰减法测量得到扬声器的品质因数约13.3和10.2.由于方波激励时扬声器有谐波振动成分,由方波激励获得的衰减曲线测量得...     

自混合干涉效应的一般模型及其仿真

从自混合干涉效应的等效结构出发,建立了该效应的一般模型。该模型包含了多重光反馈和多模激光的自混合干涉效应等情况,并且可以转化为以往所报道的弱光反馈水平的弱光模型和单模条件下的一般激光自混合干涉模型,明确了模型中各个参数的物理意义,对自混合干涉理论的研究提供了很好的理论指导。对单模的几种情况分别进行了数值仿真,仿真结果很好地验证了模型的正确性。     

激光自混频干涉法测量表面粗糙度的研究

对半导体激光自混频干涉法测量表面粗糙度中的干涉效应进行了理论分析,推导了干涉信号与表面粗糙度的数学关系式,讨论了影响测量信号的因素及表征表面粗糙度的评定参数,即表面轮廓的方均根偏差。结果表明,随着加工表面粗糙度的降低,反射光的强度逐渐增加,被测物体表面的反射率越高,越有利于测量。     

半导体激光自混频干涉速度仪的F-P模型分析

设计了一个半导体激光自混频干涉式测量物体振动速度的实验,利用双镜F_P(法布里_珀罗)等效模型,对半导体激光自混频干涉速度仪中的干涉效应进行了理论分析,推导了干涉信号理论模型的数学表达式,讨论了影响测量信号的因素。结果表明,在半导体激光自混频干涉速度仪的无源腔中空气密度的变化、无源腔长度的变化、激光波长的变化都将会导致信号漂移,从而引起测量误差。而被测物体表面的反射率越高,越有利于测量。     

半导体激光自混合干涉仪稳定性的仿真分析

利用半导体激光器的Lang-Kobayashi方程,对半导体激光自混合干涉系统的动力学特性进行了仿真分析。研究结果表明,当光反馈系数较小时,激光器处于稳定状态,外腔长度不影响系统的稳定性;当光反馈系数较大时,激光器将进入不稳定状态,对于不同的外腔长度,激光器的稳定状态将发生变化。为实现大量程的位移或距离测量,光反馈系数必须足够小才能保证在较大外腔长度变化范围内,激光器始终处于稳定状态。     

利用自混合干涉效应的条纹计数法对扬声器振动特性的实验研究(英文)

基于半导体激光器的自混合干涉效应，通过实验研究了扬声器的振动特性。实验中，用粘在扬声器振膜上的反射镜作为目标物体（该反射镜的反射率为95％，扬声器用50Hz的正弦波驱动）,然后通过条纹计数法获得扬声器的振幅。实验结果表明，在一定范围内，扬声器的振幅与驱动电压呈线性关系。该实验装置极其简单紧凑，自混合干涉信号也十分清晰，实验方法迅速，价格低廉，易实现，而且不需要专用电源，也不需要其他的光学仪器，这一系列优点充分表明自混合干涉技术在振动测量领域具有广阔的发展前景。     

激光二极管反馈干涉的实验观测

利用LabView软件虚拟示波器和信号源,观测了激光二极管反馈干涉实验现象．实验证明反馈回激光二极管的光的入射方向和入射光强以及信号处理电路的带宽,对反馈干涉信号有很大的影响．     

光纤激光器自混合干涉效应研究

针对光纤激光器自混合干涉传感应用,研究了光纤激光器自混合干涉特性,运用四镜法布里-珀罗腔模型对掺铒线形腔光纤激光器自混合干涉效应进行了理论分析,对不同反馈水平下的自混合干涉信号进行了数值模拟,获得了光反馈条件下光纤激光器输出特性.外腔长度的改变会调制激光器的输出强度,外腔长度变化半个波长,对应一个干涉条纹,弱反馈条件下,由反馈引起的激光器的频率变化可以忽略.设计了基于光纤激光器的自混合干涉实验,实验结果和理论分析相符合.此研究结果为进一步开展光纤激光器的自混合干涉传感应用研究奠定了理论与实验基础.     

半导体激光自混频干涉技术对振幅的测量

激光自混频干涉是一种非常特别的现象 ,在许多应用中 ,通常都尽可能地避开来自各种各样的光器件反馈到激光器腔内的光 ,把它看成是有害的 ,例如 :来自光纤端面、或大型光学系统中的各个小光学镜面表面的反射光 ,这些光都能增加噪声及改变半导体激光的一些特性 ,这种性质的惊人影响已由Lenstra[1] 等人详尽描述过。然而 ,激光自混频干涉技术正是应用这种外反馈光携带的可被提取的信息对振动振幅和频率进行测量。     

基于激光自混合传感器的齿轮局部故障振动信号分析

建立了齿圈局部故障调频现象模型,分析了故障轮齿啮合频率及其倍频两侧边频带的产生机理,给出了齿圈局部故障特征频率的计算公式,建立了倒频谱分析模型。采用激光自混合传感器,分别从径向和轴向两个方向采集齿轮箱振动信号波形。在齿轮箱1Hz和2Hz两种不同输出转频下,分别研究了无故障齿轮箱和故障齿轮箱的振动信号特征。通过实验研究验证了理论推导结果。     

半导体激光自混合干涉类锯齿波成立条件

本文从激光系统稳态条件出发,建立了具有普遍意义的半导体激光自混合干涉系统模型,通过仿真分析,结果表明：在较强光反馈水平时,自混合干涉信号并非都是类锯齿波形。波形形状受光反馈水平及激光器线宽展宽因数的共同制约。本文结果对激光自混合干涉技术的应用具有重要的指导意义。     

Development of multi-wavelength microsphere fibre laser system for potential sensor applications

A multi-wavelength microsphere laser system, using a chirped fibre Bragg grating and a microsphere resonator as wavelength-selective elements and a high dopant erbium doped fibre as the gain material, has been successfully demonstrated. The multi-wavelength generation of the laser system arises from both the microsphere whispering gallery mode selection and from the additional Raman scattering inside the microsphere cavity when the erbium laser is operating at resonance with the whispering gallery modes. Through an appropriate design and fabrication of a microsphere and of a fibre taper, a selective multi-wavelength fibre laser has been realized when the pump power is above threshold required. The laser output lines created have shown much narrower linewidths than those from conventional fibre lasers and these characteristics are particularly suitable for the range of sensor applications envisaged in the work.     

Observation and Interpretation for a Phenomenon Involved with the Self-mixing Interference in Semiconductor Laser

A phenomenon involved with self-mixing interference that the sign of the quasisawtooth waveform depends on whether the photodiode monitors the laser output from the front or the back facet in semiconductor laser is observed and explained. This explaination is different from the one given by previous researchers.     

自混合干涉信号的位相调制

自混合干涉因其结构简单、紧凑、稳定且易准直等特点而被广泛应用于测量领域。从自混合干涉和电光晶体调制位相的基本原理出发,通过将电光晶体引入自混合干涉外腔调制,研究了自混合干涉测量中电光晶体的位相调制性能。实验证明,利用晶体的调制性能对自混合干涉信号进行位相调制,在很宽的频率范围内都能保证很高的调制精度,测量误差小,具有很好的应用前景。     

激光自混合显微系统的设计及实验研究

论述了自混合干涉技术的发展历程,并引入了自混合干涉显微技术的实验原理和研究近展;建立了He—Ne激光自混合干涉实验装置系统,获得了稳定的激光功率输出。然后,对基于激光自混合干涉技术的显微镜进行了研究,并详细给出了该系统的设计原理、装调方法和实验结果,得到了玻璃小球的三维形体信息图像。系统达到的横向分辨力1μm,纵向分辨力为15nm。上述实验结果证明自混合显微镜在微小物体的高精度形貌成像方面有着很大的潜力。     

激光自混合干涉测振仪的硬件系统设计

基于激光自混合干涉技术的特点,设计了一种新型半导体激光自混合干涉测振仪系统。系统将频率调制引入自混合干涉中,实现对振动物体的非接触式测量。介绍了激光自混合干涉测振仪的原理、仪器系统的光路系统设计、信号的调制模块设计、解调模块设计以及DSP系统的采集处理模块设计。该仪器体积小、成本低、易于准直、可以非接触式测量,能够测量振动频率在50kHz内的物体,其中包括非周期性振动。可以测量出振动物体的振动频率、振幅以及还原振动波形,振动幅度测量精度可以达到0．325μm,频率精度为1Hz。