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自适应光学合成孔径成像遥感器中光纤压电陶瓷移相器的研究

作　者: 魏鹏
导　师: 王海涛
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 光学综合孔径成像技术 光纤压电陶瓷移相器 相位校准 Michelson干涉仪 相位压缩原理 Sagnac干涉仪
分类号: TN623
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 94次
引　用: 3次
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内容摘要


近年来,光学综合孔径成像技术(Optical Synthesis Aperture Imaging)发展迅速,它是用多个小孔径系统通过光学手段合成大孔径系统来实现高分辨率的成像技术。光学综合孔径成像技术使得整套成像系统趋于小型化、轻型化,因此,它是地基和天基大型望远系统发展的重要方向。除此之外,综合孔径成像技术在激光传输、显微成像和三维成像等成像领域也具有很高的应用价值。自适应光学综合孔径成像遥感器系统中,环境或载体平台振动等因素会引起综合孔径阵列中各子孔径相位误差,从而引起图像质量变差。因此,提高成像质量需对相位误差进行实时测量与校正,光纤压电陶瓷移相器可满足这些要求。本文首先介绍光学综合孔径成像技术的国内外研究状况,由光学综合孔径成像遥感器系统提高成像质量引出用光纤压电陶瓷移相器实时校正相位误差。着重阐述了光纤压电陶瓷移相器的相位调制原理,自行制作光纤压电陶瓷移相器实验系统,在此基础上构建了一套1310nm近红外波段的光纤型Michelson干涉校准系统对光纤压电陶瓷移相器进行校准。为了提高系统信号的稳定性和信噪比,对系统进行优化,通过校准系统得出干涉信号,提取相位信息,得出相位校准关系式。针对Michelson干涉仪具有易受外界环境影响的问题,基于相位压缩原理构建了光纤型Sagnac微分干涉仪来对移相器进行校准,得出相位校准关系式。结合光纤压电陶瓷移相器相位调制原理,对比两干涉仪校准结果接近,证明校准结果是正确的,可以运用在自适应光学综合孔径成像遥感器中进行实时相位校正,为其进一步研究奠定基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图清单  8-9
表清单  9-10
注释表  10-11
第一章 绪论  11-18
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 光学综合孔径成像技术的发展与应用  12-14
  1.3 课题方案的提出  14-16
  1.4 研究意义  16-17
  1.5 研究内容  17-18
第二章 光纤压电陶瓷移相器的相位调制原理  18-28
  2.1 光纤相位调制机理  18-19
    2.1.1 应力应变效应  19
    2.1.2 热胀冷缩机制  19
  2.2 光纤压电陶瓷移相器的基本理论  19-23
    2.2.1 光纤压电陶瓷移相器相位调制机理  20
    2.2.2 压电陶瓷实现光纤相位调制的理论  20-23
  2.3 光纤相位解调原理  23-26
    2.3.1 光的干涉  23-24
    2.3.2 相位解调的干涉方法  24-25
    2.3.3 光纤相位解调方法  25-26
  2.4 光纤压电陶瓷移相器实验系统的制作  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章 光纤型Michelson 干涉仪校准光纤移相器  28-52
  3.1 光纤Michelson 干涉仪校准系统的设计  28-38
    3.1.1 光源  29
    3.1.2 光纤定向耦合器  29-31
    3.1.3 自聚焦透镜  31-32
    3.1.4 光电探测  32-37
    3.1.5 其它附件  37-38
  3.2 系统光路调整  38-39
  3.3 系统优化  39-40
  3.4 系统干涉信号的得出  40-42
  3.5 信号处理电路  42-49
    3.5.1 隔直电路  42-43
    3.5.2 信号放大电路  43-44
    3.5.3 反余弦电路设计  44-47
    3.5.4 带通滤波器的设计  47-49
  3.6 Michelson 干涉仪相位校准实验结果与分析  49-51
  3.7 本章小结  51-52
第四章 光纤型Sagnac 微分干涉仪校准光纤移相器  52-60
  4.1 Sagnac 干涉仪基本理论  52-53
  4.2 相位压缩原理  53-54
  4.3 光纤Sagnac 微分干涉仪校准系统的设计与搭建  54-55
  4.4 光纤Sagnac 微分干涉仪相位校准实验结果与实验分析  55-58
    4.4.1 干涉信号的得出  55-57
    4.4.2 实验结果与实验分析  57-58
  4.5 本章小结  58-60
第五章 总结与展望  60-62
  5.1 总结  60-61
  5.2 展望  61-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
在学期间发表论文和科研成果  67

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电子元件、组件 > 微波传输控制元件 > 移相器、铁氧体移相器
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