安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室， 安徽 合肥 230039
针对悬臂梁振动系统特性研究要求，提出了一种基于激光自混合干涉效应的极值点模型测量方法。该测量方法相对传统测量方法具有简单、实效、成本低廉等优点。从Lang和Kobayashi建立的速率方程出发推导了极值点研究模型并利用蒙特卡罗随机模拟方法对半周期极值点公式进行简化修正，获得了自由振动情况下悬臂梁振动固有频率阶数为第10阶，振幅特征参量为A10=B10=5.4601×10-13。
激光光学 半导体激光器 自混合效应 振动
安徽大学 光电信息获取与控制教育部重点实验室，安徽 合肥 230039
针对激光自混合速度传感应用，采用新型垂直腔面发射激光器作为自混合干涉系统光源，对采用不同散射表面类型和工作电流所获得的自混合测速实验结果进行了研究。研究结果表明，黑色相纸材质的散射表面会对自混合信号产生不利影响；选择激光器的工作电流在阈值电流1~1.4倍时能获得较大且稳定的自混合信号。考虑该测速系统实际应用中存在开机预热时间，讨论了激光自混合系统的开机重复度。结果表明，开机后17 s左右，频率计计量的多普勒频率趋于准确和稳定。此研究结果可为垂直腔面发射半导体激光器自混合测速系统的光源选择和参数优化提供指导。
光学测量 垂直腔面发射激光器 自混合效应 速度测量仪 optical measurement Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser(VCSEL) self-mixing velocimeter
1 电子科技大学,成都 610054
2 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
根据光腔衰荡(CRD)原理开展了高反镜反射率测量技术的研究。采用基于半导体激光器自混合效应的连续光腔衰荡技术(SM-CRD)测量高反射率腔镜,不但简化了CRD 技术应用的结构装置,同时也大大提高了入射光与衰荡腔之间的耦合效率。给出了半导体激光器由于自混合效应引起的频谱变化,分析了反馈光强度对半导体激光器输出特性的影响。使用反射率为99.914%的腔镜建立了1 064 nm 高反射率测量装置,测量精度达到10-5 量级。实验结果表明,使用该装置测量腔镜的反射率,不但大大降低了系统的成本,而且有利于提高系统的测量精度和稳定性。
光腔衰荡 自混合效应 频谱 高反射率测量 ring-down cavity self-mixing effect spectrum high reflectivity measurement
中国科学技术大学,物理系,安徽,合肥,230026
单模VCSEL激光自混合测距具有测距精度高、功耗低和结构简单等优点.对单模VCSEL进行了大频偏的三角波电流调制,应用差频模拟锁相环处理自混合拍频信号,明显减小了拍频信号在三角波拐点处因相位突变、波形周期不等以及波形的调幅干扰和失真等因素造成的影响.实验结果表明,提高了测距精度和动态范围.室温下,在单模VCSEL输出功率0.7mW,波长850nm,调制三角波的频率1.3kHz,幅度0.4Vrms,采样时间0.1s,散射面为粗糙金属片的条件下,测距范围达到50～500mm,测距精度达到2mm,分辨率优于2mm.
单模VCSEL 自混合效应 测距 三角波线性调频 差频模拟锁相环
中国科学技术大学,光子技术研究所,安徽,合肥,230026
基于自混合效应的传感技术由于其装置的简单和紧凑而获得广泛应用.提出了光纤作为传输介质条件下观察自混合信号的方法,并观察了振动物体振幅为0.74μm,频率为998Hz时的自混合信号,与自由空间中自混合信号进行了比较.在此基础上,分别基于不同的反馈参数对两种自混合信号进行了模拟,理论模拟和实验结果相符合.分析了反馈参数对自混合信号的不对称度和幅度的影响,研究表明,自混合信号的不对称度和幅度随着的增大而增加.光纤作为传输介质时的自混合测振信号幅度和不对称度劣于自由空间系统中的自混合信号,但光纤自混合系统由于其特有的优点仍将广泛应用于二维速度和振动的测量.
半导体激光器 自混合效应 反馈强度 光纤传输
山东理工大学,电气与电子工程学院,山东,淄博,255049
本文验证了基于自混合效应的速度传感器的可行性,并设计了单激光二极管速度传感器,其标准偏差为0.22%.为了提高其精度,消除入射角的非控制变化和速度垂直分量的影响,我们设计了双激光二极管速度传感器,其标准偏差为0.03%.
速度传感器 激光二极管 自混合效应 速度测量
从半导体激光自混合干涉系统的一般模型公式出发,建立了一个非线性函数模型,利用非线性最小二乘法的曲线拟合,来估计半导体激光自混合效应的模型参数--线宽展宽因数和光反馈因数.经计算仿真分析表明,该算法有较好的收敛性,迭代次数少且参数估计精度高,是半导体激光自混合效应参数测量的一种有效方法.
半导体激光 自混合效应 非线性拟合 最小二乘法
中国科学技术大学物理系, 安徽 合肥 230026
利用三镜腔理论模型和速率方程,对半导体激光器在三角波电流调制下的自混合效应进行数值模拟,得到了三角波电流调制下的自混合信号,并分析了三角波电流调制下自混合效应的特点以及调制电流参量与系统几何参量的相互依赖关系.实验观察到上升沿和下降沿的频率变化与数值模拟结果一致.
激光技木 半导体激光器 自混合效应 三角波电流调制 方向判別
