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移相干涉仪中的振动探测及分析

作　者: 王聪聪
导　师: 陈磊
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 移相干涉术主动抗振振动信号探测振动分析
分类号: TH744.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 61次
引　用: 1次
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内容摘要

移相干涉仪对工作环境振动非常敏感,在φ600mm的大口径波长移相干涉仪中,为了减小环境振动的影响,采用了一种改变可调谐激光器的波长来补偿振动带来的影响的主动抗振技术。为了探测出给干涉仪带来影响的环境振动,设计了一个干涉场中的光强探测电路。光强探测电路利用的光电二极管的光电导模式探测光强信号,并将光信号转换成电信号,通过一个同相比例运算放大电路将其放大,输出给后面的处理系统。电路的设计具有噪声低(输出噪声小于1mv)和响应频率高(大于3000Hz)的特点。为了有效的探测出干涉仪中振动的各种频率,探测电路在探测振动信号时必须要有足够大的采样频率和采样长度才可以达到要求。实验表明,要满足要求采样频率要大于1000Hz,采样长度要大于10s。根据影响干涉仪工作的环境振动的分类,对常见的几种环境振动形式进行的实验,包括非周期性的等振幅振动信号、周期性矩形脉冲信号、周期性等振幅振动信号、非周期性的非等振幅振动信号、脉冲冲击振动信号以及没有附加振动源的实验室的环境振动等情况。实验结果表明,干涉仪工作环境中的振动频率都在500Hz以下,即使对干涉仪做了一些被动抗振的措施(比如光学抗振平台、稳定干涉仪工作温度等),频率在3Hz以下的振动仍然会给干涉仪带来比较大的影响。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
1 绪论  7-15
  1.1 课题的研究背景  7-8
  1.2 抗振技术的发展状况  8-14
    1.2.1 移相算法抗振  8
    1.2.2 被动抗振技术  8-10
    1.2.3 主动抗振技术  10-14
  1.3 本论文的主要研究工作  14-15
2 波长调谐移相干涉术原理及测量中振动的传递函数  15-32
  2.1 波长调谐移相干涉术原理  15-19
    2.1.1 波长调谐移相原理  15-16
    2.1.2 波长移相算法  16-19
  2.2 移相干涉测量术中振动的传递函数  19-28
    2.2.1 振动引起的光强畸变  19-21
    2.2.2 振动误差的传递  21-23
    2.2.3 额外效应  23-24
    2.2.4 几种算法的传递函数  24-26
    2.2.5 随机振动的相位误差传递  26-28
  2.3 振动给干涉测量带来的实际影响  28-31
    2.3.1 干涉仪中振动对干涉条纹的影响  29
    2.3.2 三步移相法中振动误差  29-30
    2.3.3 不同的移相算法对振动的敏感度  30-31
  2.4 本章小结  31-32
3 干涉场中振动探测电路及振动信号的采集  32-45
  3.1 基于激光器波长调谐的主动抗振技术  32-34
  3.2 干涉场光强探测电路  34-40
    3.2.1 光强探测电路设计的要求  34-35
    3.2.2 光强探测电路的设计  35-36
    3.2.3 光强探测电路的噪声特性实验  36-37
    3.2.4 光强探测电路的频率特性实验  37-39
    3.2.5 光强探测电路的失真  39-40
  3.3 振动信号的采集  40-44
    3.3.1 奈奎斯特采样定理  40-41
    3.3.2 信号的采样长度  41-42
    3.3.3 探测电路在探测干涉仪振动的实验  42-44
  3.4 本章小结  44-45
4 移相干涉仪中的环境振动分析  45-56
  4.1 环境振动的分类及特性  45-47
    4.1.1 振源的类型与分析  45-46
    4.1.2 地面振动的规律  46-47
  4.2 干涉仪中的振动分析  47-55
    4.2.1 振动信号的功率谱密度  48-49
    4.2.2 移相干涉仪的振动分析实验  49-55
  4.3 本章小结  55-56
5 全文总结  56-58
  5.1 本文所做工作和创新点  56-57
  5.2 需要改进的地方  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-63

移相干涉仪中的振动探测及分析

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