基于激光自混调频特性的振动测量方法

作     者：殷璞芙 吴腾飞 柴晓博 Yin Pufu;Wu Tengfei;Chai Xiaobo

作者机构：天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2021年第58卷第7期

页      面：182-188页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61733012) 

主　　题：测量 自混合干涉 振动测量 调频特性 马赫-曾德尔干涉 

摘      要：基于激光自混合干涉的振动重构方法需估算光反馈水平因子以及线宽增强因子,目标振动导致光反馈水平变化,引入较大的测量误差。为提高测振精度和鲁棒性,本文提出一种基于自混合干涉调频特性的振动重构算法,利用全光纤马赫-曾德尔干涉仪获得自混合干涉调频信号,解算出激光器的瞬时频率,并联合调幅信号相位实现对目标振动信息重构。该方法无需估算光反馈水平因子以及线宽增强因子,极大地简化了测量光路与解算模型,在保证测量精度的同时降低了振动信息提取过程的复杂性。数值仿真表明,在适度光反馈的条件下,该算法在振幅为2~100μm的测量范围内具有良好的线性度。实验结果显示,在1.6~8.3μm的测量范围内,重复测量标准差低于15 nm,非线性误差为0.78%。