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光反馈自混合干涉系统反馈水平因子的测量

朱红伟  
【摘要】: 光反馈自混合干涉效应是指激光器的输出光被外部物体反射或散射后,其中一部分光被反馈回激光器的谐振腔,反馈光携带了外部物体的信息,与腔内光相混合后,调制激光器输出功率的现象。作为一种新型的干涉测量技术,光反馈自混合干涉系统以其结构简单、紧凑、易准直等优点被广泛应用于几何量、机械量及半导体激光器参数等的测量。 光反馈水平因子用来表征反馈水平的高低,是光反馈自混合干涉测量系统的一个重要参数,它直接影响自混合干涉信号的特性。因此对光反馈水平的研究与测量具有重要的理论和实际意义。 本文主要研究了光反馈自混合干涉系统中反馈水平因子的测量,论文分别基于光反馈自混合干涉信号的滞回现象和干涉条纹幅度受反馈水平因子影响的特点提出了两种光反馈水平因子的测量方法,并进行了仿真和实验验证。主要研究内容包括以下几个方面: 首先,根据光反馈自混合干涉效应的基本理论模型,通过求解不同反馈水平下的相位方程,讨论了半导体激光器的运行模态及特性。 其次,仿真分析了不同反馈水平下自混合干涉信号的特点,并利用光反馈自混合信号干涉条纹幅度受反馈水平影响的特点提出了一种测量反馈水平因子的方法,讨论了影响算法精度的几个因素。 然后,介绍了光反馈自混合干涉信号中的滞回现象,并通过求解Lang-Kobayashi方程得到了光反馈水平因子的求解公式,从而提出了测量光反馈水平因子的另一种方法,并对该测量方法进行了仿真和实验验证,最后对两种方法的测量结果进行了比对。 最后,对全文作了总结,并对该领域有待进一步研究探索的问题作了展望。


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