红外与激光工程
2022, 51(5): 20210327
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为测量光学平板玻璃折射率,提出一种改进的基于迈克耳孙原理的折射率测量方法。利用短相干光源的空间相干性,结合距离测量工具,可准确获得光学间隔间的距离。分别测量放入样品前后以及按照一定角度旋转样品后的光学距离,同时利用折射定律,可以计算得到光学平板玻璃的折射率。提出了一种迭代计算方法,不需要直接求解一元四次方程,实现了折射率的快速计算。分析距离和角度测量误差以及样品平行度引入的误差可知,本文方法折射率测量误差优于5×10
-5。与V棱镜折射率测量方法进行比较,结果验证了本文方法的正确性。
测量 迈克耳孙干涉 短相干 迭代算法 折射率测量
1 吉林大学仪器科学与电气工程学院, 吉林 长春 130012
2 山东省科学院自动化研究所, 山东 济南 250014
从能量分配角度分析了光纤干涉式顺变柱体传感器的工作原理，给出了复合顺变柱体的等效刚度系数计算公式。采用有限元分析方法对复合顺变柱体进行固有频率的仿真，并得出光纤缠绕起始位置应该距离中间惯性振子5 mm的结论；实验采用固有频率测量的方法间接计算顺变柱体的等效刚度系数，对三个顺变柱体传感器进行的测量实验结果表明，该方法可作为顺变柱体复合刚度系数计算的依据。
传感器 顺变柱体 刚度系数 迈克耳孙干涉 能量分配 振动传感器
为了通过实验得到向列相液晶材料的双折射率，利用迈克尔逊干涉原理设计了一种新的测量方法。在迈克尔逊干涉仪中放入楔形液晶盒，通过调节入射光的偏振方向分别实现了对寻常光和非寻常光折射率的精确测定。结果表明，该测量方法将折射率测量转换为长度的测量和干涉条纹的计数，简单易行、测量精度较高，对理论研究和实际开发液晶显示器件是非常重要的，在液晶材料和液晶器件生产中具有一定的推广价值。
测量与计量 双折射率 迈克尔逊干涉原理 向列相液晶 楔形液晶盒 measurement and metrology birefringence Michelson interference principle nematic liquid crystal wedge-shaped liquid crystal cell
中国计量学院 计量测试工程学院，杭州 310018
光纤布拉格光栅(FBG)反射谱特性的变化是传感检测的关键，光学低相干反射(OLCR)技术是获得FBG 反射谱特性的重要方法。构建了一套基于Michelson 干涉光路结构的OLCR-FBG 检测系统，给出了系统工作原理和实现方式，研究中提出系统实现的关键是干涉微弱信号采集、均匀分布采样、离散数据处理过程。实验测试了非平衡探测结构和平衡探测结构的系统信号，普通电动平移台驱动和高精度气浮平移台驱动的系统信号。实验结果表明，平衡探测结构提高了微弱干涉信号信噪比；低振动噪声的气浮平移台能实现均匀分布采样，避免反射谱被淹没；通过数据处理，能从干涉信号快速解调出FBG 反射光谱，其Bragg 波长重复性达到4 pm。
光纤布拉格光栅 光学低相干反射 干涉信号 反射谱 Michelson 干涉 FBG OLCR interference signal reflectance spectrum Michelson interference
基于迈克尔逊干涉仪能够测量微小长度变化量的原理, 自行改装并设计出利用等光程法实现对固体材料线膨胀系数精确测量的装置。基本思路是将原迈克尔逊干涉仪上的两个反射镜都改装成动镜, 并将改装后的一动镜放在新增的导轨上, 然后将其和待测金属棒的一端相连接, 当金属棒受热后会产生细微的伸长, 进而顶着动镜产生细微的移动, 通过调节并观测受热前后屏上干涉条纹“缩进”和“涌出”的分界点来确定金属棒产生的微小形变量, 然后根据公式计算出待测金属棒的线膨胀系数。该测量方法克服了传统数条纹方式的缺陷, 可实现对金属棒线膨胀系数的精确测量, 具有操作简便, 实用性强的优点。
迈克尔逊干涉原理 等光程 线膨胀系数 分界点 Michelson interference principle aplanatism coefficient of linear thermal expansion boundary point
基于迈克尔逊干涉原理和弹簧有机结合, 自行设计出一种新型的测力传感器装置。采用线阵CCD作为光电传感器件捕捉干涉圆环的光强信号, 并通过MSP430单片机对电信号进行处理, 再利用设计出的迈克尔逊干涉圆环计数软件自动计算出干涉圆环数目, 即可自动精确计算出弹簧的形变量, 从而实现对所受的外力进行测量。编写相应的程序将力的大小由低功耗OCM126864-9液晶屏显示。分析表明, 该测力装置具有高测量精度和高智能化的特点。
迈克尔逊干涉原理 弹簧 测力传感器装置 高精度 高智能 Michelson interference principle spring force transducer high accuracy high intelligence
1 山东师范大学 物理与电子科学学院，山东 济南 250014
2 济南市铁道职业技术学院 电气工程系，山东 济南 250013
提出了电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的方法。采用典型的迈克尔逊干涉光路，将物体偏转一微小角度(等效为物面与参考面间形成空气楔)产生等厚干涉，可在物体的表面引入包含物体高度信息的载波干涉条纹。用CCD采集该载波条纹图，利用傅里叶变换法可解调出物体高度的位相信息，从而实现物体的形貌测量。介绍了电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的原理，并进行了实物测量，给出了实验结果。由于该方法采用散斑干涉方法测量物体形貌，所以具有灵敏度高的优点。
物理光学 电子散斑干涉 形貌测量 傅里叶变换 迈克尔逊干涉 physical optics electronic speckle pattern interferometry (ESPI) shape measurement Fourier transform Michelson interference
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
单长周期光栅迈克耳孙(Michelson)干涉仪是由尾纤端面蒸镀高反膜的单根长周期光纤光栅构成。入射光经长周期光栅后,部分被耦合到包层中传输。经过包层和纤芯传输的光信号经尾纤端面反射后,重新耦合回到长周期光栅中,在光栅区域形成干涉。通过理论计算分析了各种因素对其光谱响应的影响。从实验上得到了干涉光谱的谐振峰波长位移与光纤段温度变化成良好的线性关系,测得其温度系数为31.3 pm/℃。表明这种结构可用于高温传感或作为波分复用滤波器。
传感技术 长周期光纤光栅 迈克耳孙干涉仪 温度传感
