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基于DSP的双液晶偏振测量系统的研制

作　者: 汪国冰
导　师: 周强
学　校: 浙江大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: 液晶型调制器(LCM) 偏振测量 DSP 双液晶
分类号: TN104.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 108次
引　用: 1次
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内容摘要

随着对激光遥感技术研究的深入以及光学检测技术的发展，对光束偏振态的准确测量逐渐成为人们的研究热点，即将准确提取的光偏振信息应用于对肉眼无法判断的目标、现象进行识别，这在军事、天文、医疗等诸多领域有重要的意义。偏振测量从基本原理上分为分振幅与偏光调制两种方法，由于偏光调制法具有较强的灵活性，目前研究较多。本论文提出一种新型偏光调制的测量模型，该模型利用液晶的电控双折射特性，通过双频电调制的方式，结合数字信号处理技术，利用可编程DSP芯片，无需机械旋转任何光学元件，可以快速准确的测量入射光的偏振态，本文对这种新型的测量模型与实验结构进行了充分的研究。本论文的主要工作有：(a)改进本实验室已有的液晶型调制器(LCM)的制作工艺，并对LCM的电控双折射特性进行测量与分析，研究了LCM的电控双折射特性的变化规律，选取LCM合适的工作方式，并对所测曲线进行拟合。LCM的调制相位随电压呈指数关系，为了满足测量模型的需要，本文根据拟合结果确定LCM的电调制方案，使LCM的调制相位随时间呈线性变化，从而达到可以利用琼斯矩阵描述LCM的目的，本文称为对LCM调制特性的线性修正；(b)研究了将DSP技术应用到双液晶偏振测量中。利用DSP高速、准确、稳定的特点，通过编程，实现数字滤波器等数字信号处理算法，从而可以对采集到的光强信号进行实时的平滑滤波、计算以及结果显示等，极大的提高了偏振测量的精度和速度。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章绪论  6-15
  1.1 引言  6-7
  1.2 偏振光测量的研究现状  7-10
  1.3 本论文的研究意义及主要工作  10-15
第二章偏振光基本原理  15-32
  2.1 光波的偏振态  15-18
    2.1.1 椭圆偏振  15-16
    2.1.2 偏振光的分类  16-18
  2.2 偏振态的表示方法  18-23
    2.2.1 三角函数表示法  18-19
    2.2.2 琼斯矢量法与斯托克斯矢量法  19-21
    2.2.3 图示法  21-23
  2.3 光波偏振态的基本测量原理  23-29
    2.3.1 RE(Rotating-element)偏光测量方案  24-27
    2.3.2 PM(Phase-Modulation)偏振测量方案  27-29
  2.4 晶体的偏光干涉  29-32
第三章双液晶偏振测量系统原理分析  32-50
  3.1 电光效应  32-33
  3.2 液晶型电光调制器及LCM的制作  33-39
    3.2.1 液晶材料  33-35
    3.2.2 液晶型调制器(LCM)  35-36
    3.2.3 LCM的制作工艺  36-39
  3.3 双液晶偏振测量理论模型及其Matlab仿真  39-50
    3.3.1 理论模型  39-42
    3.3.2 理论模型的Matlab仿真  42-50
第四章系统架构设计  50-63
  4.1 双液晶偏振测量系统的设计  50-54
    4.1.1 液晶电控双折射特性的测量方案  50-53
    4.1.2 双液晶偏振测量实验方案  53-54
  4.2 DSP的选型与设计流程  54-63
    4.2.1 DSP的选型  54-57
    4.2.2 DSP的设计流程  57-59
    4.2.3 DSP程序设计  59-63
第五章实验结果与分析  63-77
  5.1 液晶双折射特性的测量  63-69
    5.1.1 液晶的电控双折射特性的测量结果  63-66
    5.1.2 对液晶双折射特性的线性修正  66-69
  5.2 DSP调试与测量结果  69-73
    5.2.1 AD与DA的调试  69-71
    5.2.2 DSP自闭环模拟测量结果  71-73
  5.3 双液晶偏振测量结果与分析  73-77
    5.3.1 双液晶偏振测量实验结果  73-74
    5.3.2 实验结果分析  74-77
第六章总结与展望  77-79
  6.1 总结  77-78
  6.2 展望  78-79
致谢  79

基于DSP的双液晶偏振测量系统的研制

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