收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

波长调制式绝对距离干涉测量关键技术研究

杨金霖  
【摘要】:随着航空航天和船舶工业的发展,对于绝对距离测量的要求也越来越高,大型零件的加工与装配提出了大尺寸、高精度绝对距离测量的实际需求。近年来提出的波长调制式绝对距离干涉测量方法,是绝对距离测量中的一种重要的方法,在具有大尺寸测量范围的同时保证了微米级的测量精度,具有广泛的应用前景,其利用一个已知精确长度的参考腔做基准,使用经过波长调制的半导体激光器产生稳定频率的激光,通过干涉,获得与被测绝对距离相关的相位差,从而推算出绝对距离。然而,波长调制式绝对距离干涉测量系统的测量精度受激光光源频率稳定度、参考腔结构稳定性等因素影响极大,这些影响测量精度的关键技术问题亟待解决。本文从波长调制式绝对距离干涉测量的原理出发,根据现有设备及测量基础,分析绝对距离干涉测量误差模型,针对激光光源频率稳定度低的问题,研究半导体激光器偏振光谱锁频技术,并提出稳定性测量方法,在此基础上集成了波长调制式绝对距离干涉测量系统的参考干涉仪部分。本课题的主要研究内容如下:1.针对原子气室控温结构不合理,导致信噪比低、激光频率预锁定时间长、信号丢失等问题,设计了封闭式两侧对称加热结构。利用反向对称缠绕的电阻丝对原子气室进行温度控制,实现快速而稳定地加热原子气室,并且解决了原子气室通光壁面的金属原子凝结问题,从而提高了信噪比,有利于半导体激光器锁频过程中的反馈调节控制;2.针对利用原有的半导体激光器钾原子饱和吸收方法锁频后激光频率稳定度低、频率值稳定单一的问题,设计、搭建了锁频效果更优的铷原子偏振光谱锁频系统,不仅提高了半导体激光器的锁频精度,而且展宽了原子吸收谱线、解决了现有激光器频率值稳定单一的问题,实现了激光器频率值的多值锁定;3.针对现有半导体激光器的激光频率稳定性评价方法精度低的问题,提出了稳定性测量方法,利用椭圆拟合修正对系统的非线性误差进行补偿,设计、编写了相应的稳定性测量软件来进行相位测量以及系统稳定性评定,同时,针对参考腔易受环境干扰导致结构不稳定的问题,设计、搭建了具有结构紧凑稳定、受环境振动影响小、长度漂移小等特点的参考腔,作为绝对距离干涉测量的长度基准。基于上述关键技术研究,本文搭建了外腔半导体激光器偏振光谱频率锁定系统与波长调制式绝对距离干涉测量系统的参考干涉仪,对关键技术单元进行了测试,并利用提出的稳定性测量方法对激光器的激光频率稳定度进行了分析。实验结果表明:本论文提出的稳定性测量方法在激光频率稳定度的评价方面是可行的,设计搭建的偏振光谱锁频系统对半导体激光器锁频后,其激光频率稳定度优于1.5×10-8,并且可以对半导体激光器的频率进行的快速、多频率值锁定。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄绍梅,段发阶,叶声华;光纤干涉测量零位系统的设计[J];光电子·激光;1998年05期
2 丁浩,赵浩,瞿荣辉,方祖捷;微机械运动的光纤干涉测量[J];红外与激光工程;1997年05期
3 大塚喜弘 ,唐义全,张仲明;以功能型传感器为核心的光纤干涉测量[J];光学技术;1987年04期
4 李增元,庞勇,陈尔学;ERS SAR干涉测量技术用于区域尺度森林制图研究[J];地理与地理信息科学;2003年04期
5 王正明,徐家岩;恒星光学干涉测量[J];天文学进展;1987年04期
6 龚芳;陆兆海;;微型计算机在干涉测量中的应用[J];应用光学;1986年05期
7 尚平;夏豪杰;费业泰;;衍射式光栅干涉测量系统发展现状及趋势[J];光学技术;2011年03期
8 梁存任;曾琪明;崔喜爱;焦健;;Envisat ASAR ScanSAR-Stripmap干涉测量研究[J];遥感学报;2011年04期
9 陈小英,洪峻;极化SAR干涉测量模拟研究[J];遥感学报;2002年06期
10 王超,张红,刘智,陈锁忠,闾国年;苏州地区地面沉降的星载合成孔径雷达差分干涉测量监测[J];自然科学进展;2002年06期
11 江鹏飞,赵伟瑞,张静娟;用于远距离干涉测量的外腔半导体激光器[J];光电子·激光;2003年02期
12 周烽;王辉;王丽萍;;干涉测量框架结构设计及稳定性分析[J];中国激光;2012年11期
13 江鹏飞,张静娟,赵伟瑞,谢福增;使用外腔半导体激光器对远距离微小振动的干涉测量[J];红外与激光工程;2004年03期
14 张存满,赵洋,李达成;光纤超外差干涉测量系统的研究[J];光学技术;1999年05期
15 刘剑;田爱玲;刘丙才;王红军;;一种变频相移干涉测量的相位提取算法[J];光学学报;2014年03期
16 王中林;;多功能干涉测量实验装置[J];物理实验;2012年10期
17 刘敏;张勇;孙皆宜;;含补偿腔的自混合干涉效应研究[J];激光技术;2010年02期
18 左芬;陈磊;徐春生;;基于二维光栅分光的同步移相干涉测量技术[J];光学学报;2007年04期
19 杨天博;郭宏;李达成;;一种基于光学倍乘原理的绝对距离干涉测量系统[J];光学技术;2006年01期
20 董春来;焦明连;蒋廷臣;;星载宽幅SAR干涉测量研究[J];测绘科学;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘云;王焱;黄佐华;;位相物体干涉测量与扫描成像系统改进[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
2 左芬;陈磊;;移相干涉测量中的抗振技术研究[A];第十一届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2006年
3 谌华;张云华;姜景山;;SAR干涉测量中高相干性散射体监测理论的初步研究[A];第二届微波遥感技术研讨会摘要全集[C];2006年
4 赵智亮;夏伯才;陈立华;淳于永昕;张志华;郑万国;;相移干涉测量中的相移误差自适应修正研究[A];第十四届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2012年
5 郑德锋;王向朝;;一种新型纳弧度分辨率角位移干涉测量仪[A];第十一届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2006年
6 李黎;曾亮;陈怀艳;唐歌实;邵华;周率;陈略;曹芸;;连线干涉测量系统链路时延标定及分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
7 陈略;唐歌实;陈明;侯孝民;李黎;邵华;;一种连线干涉测量信号处理方法及实验验证[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
8 李黎;曾亮;唐歌实;邵华;周率;陈略;曹芸;;连线干涉测量系统链路时延标定及分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
9 何国田;廖昌荣;黄尚廉;张亮;蒋合伦;杨兴;;抗干扰型SPM-LD实时面形干涉测量仪[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
10 谢伟明;吴运刚;杨建军;;三维密度场干涉测量研究[A];流动显示’2002第五届全国流动显示学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 左芬;同步移相干涉测量的抗振技术研究[D];南京理工大学;2008年
2 马龙;白光扫描干涉测量方法与系统的研究[D];天津大学;2011年
3 韦海军;星载SAR干涉测量DEM精度提高数据处理技术[D];国防科学技术大学;2012年
4 苏志德;高精度干涉测量随机移相技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
5 蒋廷臣;星载宽幅合成孔径雷达干涉测量形变监测理论与应用研究[D];武汉大学;2010年
6 徐建程;相位干涉测量的信息理论分析[D];中国工程物理研究院;2009年
7 李爱国;基于时序差分干涉测量的黄土沟壑矿区地表沉降监测研究[D];长安大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨金霖;波长调制式绝对距离干涉测量关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 陈小英;极化SAR干涉测量地形参数方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
3 马森;基于光线扫描的纳米表面三维干涉测量系统[D];北京交通大学;2012年
4 张祥;地基SFCW SAR差分干涉测量技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 陈素华;稀疏干涉测量的综合孔径微波辐射成像方法研究[D];华东交通大学;2015年
6 许静;剪切干涉测量光学元件的波前重建方法及其仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 姜江;D-InSAR技术在城市地面沉降监测中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
8 张珂;ENVISAT ScanSAR干涉数据处理研究[D];中国地质大学(北京);2014年
9 朱培;基于光谱分辨的单帧式绝对程差测量[D];浙江大学;2012年
10 梁军;雷达干涉测量及其在青藏铁路沿线地面形变监测中的应用研究[D];成都理工大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978