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微弱光电信号锁相检测系统研究

高忠坚  
【摘要】:光电检测系统中,检测结果往往容易受到检测系统自身噪声和外界干扰的影响,光束的传输也经常受到有限大小孔径的影响。本文在Lab VIEW平台上设计了一款基于声卡单通道构成的双相位虚拟锁相放大器,它可以方便地实现锁相检测,抑制噪声和干扰。文中对基模激光束经过有限孔径后的衍射传输特性进行了理论分析。在此基础上,将双相位虚拟锁相放大器用于检测光学薄膜透光均匀度。 本文设计的双相位虚拟锁相放大器是用其自身提供的两个内部正交参考信号与由声卡的单个通道输入的待测信号进行相关算法完成锁相检测。因此这台仪器具有高性价比,实现便捷等优点。将这台虚拟仪器应用于LED光学检测实验中,测试它的容噪性能。 在光束的受限传输理论方面,根据瑞利-索末菲衍射公式介绍了基模激光束在圆孔光阑限制下衍射场分布,对基模激光束衍射场振幅分布和光束传输因子受圆孔孔径变化的影响进行了数值分析。同时采用等效匹配效率法计算和分析了高斯光束受限衍射下的远场发散半角。这些能为激光光学系统设计提供一定的理论支持。 最后将双相位虚拟锁相放大器与声光调制器结合完成光学薄膜透光均匀度的锁相检测,并从中获得三个参数评估玻璃薄膜的光学透光均匀度。


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