1 武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学机电工程学院, 湖北 武汉 430070
针对目前光子晶体光纤传感器存在对模间干涉敏感、难以封装等问题,搭建了一种基于光载微波干涉的光子晶体光纤传感系统。系统干涉发生在光载波的微波包络之间,光不发生干涉,光波的偏振衰落、色散、模间干涉等对系统的信号质量影响很小,因此不需要对系统中光子晶体光纤进行特殊处理,且该系统对加工精度要求较低。分别对系统进行了应变与高温传感实验。应变实验结果表明:微波域干涉条纹可见度为20 dB,8 GHz处应变测量灵敏度为6.3 kHz/με,微应变测量分辨率可达1.59 με。温度实验结果表明:系统在室温到800 ℃温度范围内的温度测量灵敏度为76.04 kHz/℃,理论上温度测量分辨率可达0.13 ℃,通过多组长度探头的温度实验证明系统具有良好的温度灵敏度与稳定性。
光纤光学 光纤传感器 干涉测量法 微波光子学 光子晶体光纤 激光与光电子学进展
2020, 57(5): 050602
1 中国计量大学计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
2 清华大学物理系, 北京 100084
受限于面阵像元尺寸和细分技术,利用面阵器件进行长度测量难以达到亚微米级。提出了一种基于法布里-珀罗(F-P)标准具多光束干涉成像原理的二维亚微米级位移测量方法,通过计算同心干涉圆环圆心坐标变化量得到焦平面内的二维微位移。采用虚拟面阵像元细分和峰位坐标局域细分技术等处理面阵海量信息,减小未定系统误差影响,实现同心干涉圆环圆心坐标的准确求取。实验采用间隔约为2 mm的F-P标准具、焦距约为50 mm的光学透镜,对焦平面内不同位置处的成像同心干涉圆环圆心进行计算,测量范围基本可达到3 mm。实验采用激光相调差动干涉仪进行位移比对测量,在34 μm量程范围内,测量结果的直线拟合标准差为0.0154w″(w″为相对像元间隔),包含因子为2.45时扩展不确定度为0.036w″,验证了该测量方法的准确性。
测量 干涉测量法 微位移 法布里-珀罗标准具 数理统计 中国激光
2019, 46(12): 1204002
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
4 中国科学院大学, 北京 100049
空间调制型全偏振成像系统利用 Savart偏光镜能够将被探测目标的4个 Stokes参数 S0~S3调制在同一幅干涉图像中, 从而通过单次采集便可获得完整的偏振信息。在该系统中, 半波片和检偏器的角度误差对 Stokes参数的测量精度有着不可忽略的影响。文中首先给出了包含上述两种角度误差的干涉强度调制方程, 根据实际系统参数, 在角度误差模型的基础上分析了当入射光为自然光、 0°/90°线偏振光、 45°/135°线偏振光和左/右旋圆偏振光时, 角度误差对空间调制型全偏振成像系统的 Stokes参数测量精度的影响。利用这四种基态偏振光的偏振测量误差, 给出了任意偏振态和偏振度的入射光偏振测量误差的表征方法 , 最后, 文中以系统测量矩阵条件数为优化目标函数, 经仿真计算得出当 Savart板厚度为 23 mm时系统测量矩阵条件取得最小值为 2.06, 半波片和检偏器耦合角度误差对系统偏振测量精度的影响程度最小。
偏振 偏振成像 椭圆偏振测量法 干涉测量法 Savart偏光镜 角度误差 polarization polarimetric imaging polarimetry interferometry Savart polariscope alignment error 红外与激光工程
2017, 46(1): 0117003
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
以傅里叶变换极限脉冲作参考脉冲，利用单次测量分析法对复杂的皮秒脉冲进行测量,用窗口傅里叶变换代替傅里叶变换对干涉条纹进行时间-频率分析，直接提取出复杂脉冲的啁啾特性或光谱成分，将光谱图中的功率密度S(ω, t)沿ω轴求和重建脉冲的时域包络.分别用该方法和传统频域干涉测量法测量一个线性啁啾脉冲和一个复杂脉冲.结果表明，该方法可实现复杂整形脉冲的实时测量，且时间分辨率为70 fs.
超快光学 超短脉冲测量 频域干涉测量法 窗口傅里叶变换 线性啁啾脉冲 Ultrafast optics Measurements of ultrashort pulses Spectral interferometry Short time Fourier transform Linear chirped pulse
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
退相关现象制约散斑干涉测量的实现。为了增加散斑场的相关性，抑制退相关，提出一种使用三次相位板进行相位调制的方法。通过分析散斑场相关性与散斑尺寸的关系，阐述了相位调制通过扩展散斑尺寸而抑制退相关的机理，仿真验证了方法的有效性。在此基础上设计了相位调制散斑干涉测量系统，其物光光路采用4f 系统结构，可在相位面处放置三次相位板方便地进行相位调制。对比实验结果表明：经相位调制的散斑场横向相关尺寸提升约1.7 倍，纵向相关尺寸提升约2.5 倍，有效抑制了散斑干涉测量中退相关的发生，能够获得良好干涉条纹的纵向相干区域扩展约2.5 倍，提升了散斑干涉条纹局部对比度。
测量 干涉测量法 退相关 散斑尺寸 相位编码调制 立方形相位板 激光与光电子学进展
2016, 53(4): 041203
1 中北大学电子测试技术重点实验室，山西 太原 030051
2 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051
3 中北大学计算机与控制工程学院，山西 太原 030051
4 中北大学理学院，山西 太原 030051
：为了准确测量高g值加速度传感器校准激励脉冲的幅值和持续时间，研究了基于激光多普勒的加速度脉冲测量方法。在分析激光多普勒原理的基础上，设计了以光栅为合作目标的激光测速仪；针对干涉仪输出的存在零点漂移的多普勒信号，提出了基于多项式拟合和希尔伯特变换的局部均值分解法；利用该方法对实测多普勒信号进行了解算，得到了激励加速度脉冲；分析了由干涉仪及其合作目标引起的加速度脉冲的幅值和脉宽测量不确定度。实测数据表明：该方法在包含因子k=2时幅值测量的扩展不确定度为U=3%，脉宽测量的扩展不确定度为U=4.8%。测量精度符合ISO16063-13(2001)规定的指标。
横向干涉测量法 校准激励脉冲 幅值 脉宽 高g值加速度传感器 transverse interferometry exciting pulse amplitude duration high-g accelerometer
1 中国科学院武汉物理与数学研究所,波谱与原子分子物理国家重点实验室, 湖北 武汉 430071
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
3 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430071
研究了高灵敏度悬臂梁与光纤端面构筑的低精细度FP型光腔中光驱动的悬臂梁振动的双稳效应。通过改变输入到光腔内的激光功率,检测与之相应的悬臂梁的形变。在实验中发现悬臂梁的形变随激光功率的改变呈现非线性变化的关系,在激光功率增大到一定阈值时可以诱导产生光力双稳效应。通过改变光腔初始腔长成功实现了对产生光力双稳效应阈值的调节。
悬臂梁 双稳效应 光纤干涉测量法 光力学 cantilever bistability fiber interferometry optomechanics
1 浙江大学分析仪器研究中心,杭州,310085
2 吉林大学吉林省光谱分析仪器工程技术研究中心,长春,130021
3 吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室,长春,130021
介绍了三种在发展新型仪器,特别是生物医学仪器方面可能有较好潜在应用价值的新技术:旋转盘干涉测量法,也称生物光盘;软纳米近红外荧光成像技术(纳米级荧光聚合物泡);硅光电倍增管.讨论了他们的技术特点和潜在应用价值.
旋转盘干涉测量法 近红外荧光成像技术 硅光电倍增管
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 350002
2 国防科学技术大学光电科学与技术学院,福建 福州 350002
3 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
基于种子注入技术、干涉法腔模锁定方案以及自滤波非稳腔技术,设计并研制出一套单纵单横电光调Q脉冲激光器系统。该系统输出的基波(波长1064 nm)能量达到600 mJ,倍频后绿光能量达到300 mJ,发散角接近衍射极限,线宽接近傅里叶变换极限,在强气流强振动环境中单纵模的锁定概率为100%。实验观测了种子注入对巨脉冲建立时间、光斑模式以及能量的影响。该系统可应用于受激布里渊散射(SBS)、大视场风洞全息以及光学合成孔径等研究领域。
激光技术 单纵单横激光器 种子注入 自滤波非稳腔 干涉测量法
西安工业学院陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安,710032
利用激光干涉与数字图像处理技术以及应用FFT分析干涉条纹方法,分析并解决了测量端面长度标准中条纹图的处理技术,应用这种方法不但提高了测试过程的自动化程度,而且大大地提高了测量结果的精度,并给出了最典型的端面长度标准量块的干涉条纹小数部分的实测结果.
量块 激光干涉测量法 干涉条纹处理
