导读:本文包含了外差式干涉仪论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:外差,干涉仪,测量,位移,光栅,傅立叶,多普勒。
外差式干涉仪论文文献综述
柯伟,冯秀娟,何龙标,邢广振,王敏[1]（2019）在《激光外差干涉仪数字解调系统硬件设计》一文中研究指出0引言随着高速数字硬件领域的不断发展,外差干涉仪已逐渐用于建立光学法超水声声压基、标准。相较于零差干涉仪,外差干涉仪不存在低频相位扰动导致的工作点漂移,可实现低频振动信号的测量,比如中低频水声声压基准;动态范围大,声质点振动的位移不受限于正弦函数的线性工作区间,更适用于高强度水声声压复现及水听器校准,也用于高频水声声压基准。高频水声声压基准的频率需至少高达40MHz,针对声学换能器为猝发音激励的信号特点,基于高速数据采集卡和Labview软件的信(本文来源于《2019年全国声学大会论文集》期刊2019-09-21）
邢旭,常笛,胡鹏程,谭久彬[2]（2019）在《空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪》一文中研究指出为了实现平面二自由度位移测量,设计并搭建了空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪,并对所设计的光栅干涉仪的光学结构、测量原理、面内旋转安装误差补偿等进行了研究。基于平面光栅衍射特性和空间分离式外差光栅干涉结构设计并搭建了具有对称性的测头光路,结合实际光学器件的特点,利用琼斯矩阵分析了二自由度测量原理与显着降低周期非线性误差的特性。通过实验测定了光栅面内旋转安装误差以便于应用旋转矩阵对测量数据进行解耦。随后利用矩形和圆形轨迹分别验证了两测量轴在各自和同时运动的情况下,所设计的平面光栅干涉仪的测量能力。实验结果表明,在解耦补偿0.350°的光栅实际面内旋转安装误差的前提下,该空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪能够实现压电位移台30μm内的位移测量,主要由机械振动等因素引起的误差不超过0.15μm。本研究将空间分离式外差光栅干涉仪的测量维度拓展到了平面二自由度。(本文来源于《光学精密工程》期刊2019年08期）
施海亮,李志伟,罗海燕,熊伟[3]（2018）在《多普勒非对称空间外差干涉仪调制度分析》一文中研究指出多普勒非对称空间外差光谱仪是近年得以迅速发展的新型中高层大气风场探测仪器,具有视场展宽、大光通量、高光谱分辨和多谱线同时探测等特点。该仪器的干涉调制度是影响风场反演精度的关键指标。文章基于非对称空间外差光谱技术基本原理,推导了干涉仪视场展宽前后的干涉理论积分公式,分析了干涉调制度与仪器视场角、最优光程差的关系,通过对干涉方程中像元采样积分推导得到干涉调制度与采样间隔的理论形式,仿真了干涉调制度与仪器视场角、最优光程差和采样间隔的定量关系曲线,并通过实验室搭建试验装置对分析结果进行验证。研究结果表明:随着非对称空间外差干涉仪视场角和光程差偏置量的增加,干涉调制度降低;调制度沿着波数增大的方向上升,在同一波数处,随着采样间隔的增加,干涉调制度降低。理论分析和试验测量结果调制度最大偏差0.02,分析与实测结果一致性较好。(本文来源于《航天返回与遥感》期刊2018年05期）
易洋[4]（2018）在《一体化扩视场空间外差干涉仪的设计、制作、标定和地基观测研究》一文中研究指出一体化空间外差干涉仪在空载遥感科学应用中具有重大优势。它可以提供较高的光谱分辨力和较大的光通量,同时具有小而紧凑的体积,并且一体化没有移动部件的构造使得它具有极强的鲁棒性。为了掌握这种技术的关键,我们以940nm附近水汽吸收带为目标,在传统实验室环境下用标准品光学元件设计并制造了一维和二维一体化空间外差干涉仪各一台。标定和测试实验结果表明它们的特性与设计预期相符。我们用其中的二维干涉仪搭建了一套地基940nm附近水汽吸收带观测系统,观测结果与仿真结果具有很好的吻合度。本论文主要内容概括如下:1.首先,我们介绍了空间外差光谱技术(Spatial Heterodyne Spectroscopy,SHS)的研究背景。介绍过程中,我们把空间外差光谱技术的科研应用按照用途分为了叁类:发射光谱和吸收光谱的被动测量SHS、拉曼光谱主动测量SHS、以及多普勒测风SHS。2.接下来我们讨论了一维和二维空间外差干涉仪的光学原理,包括了入射光光谱与干涉图频谱之间的映射关系,以及限制系统光谱分辨率和光谱范围的主要因素。我们还介绍了空间外差干涉仪的视场扩展理论,给出了扩展视场棱镜组的各棱镜楔角计算公式。这些理论基础指导我们根据任意实际用途的需要,设计一体化扩视场空间外差干涉仪。我们还简要介绍了不等臂多普勒测风空间外差干涉仪。3.作为实践,我们以太阳直射谱中940nm附近水汽吸收带为观测目标,设计了一维和二维一体化扩视场空间外差干涉仪。为了精确组装一体化干涉仪,我们在实验室的光学平台上搭建了一套干涉仪装调系统。在装调系统上,我们用已知标定光源照射干涉仪,在监视干涉条纹及其二维傅立叶变换的条件下对干涉仪进行精确调节并粘接固定。我们搭建了均匀单色扩展光源,对组装好的干涉仪进行了测试,测得制成的一维和二维干涉仪的条纹对比度分别为～0.73和～0.41,这表明他们具有很好的干涉效率。4.一维干涉仪适用于光谱在垂直方向上有分层的场景,如大气临边。因此我们使用老式氖灯泡和搭建的变形镜头模拟这种高度分层的场景,对制作好的一维干涉仪进行了原理性实验。实验结果与预测现象相吻合,并且表明干涉仪参数与设计预期十分接近。二维干涉仪更适合地基观测,为了方便观测,我们用制成的二维干涉仪集成了一台空间外差光谱仪系统。我们用可调谐激光器、波长计和能量计对集成的光谱仪系统进行了全面的标定,获得了反演光谱所必需的系统参数。我们还用标定数据计算了光谱仪的相位失真项,它们可以用来修正原始干涉图的相位误差。5.最后,我们在地面观测站,将空间外差光谱仪系统通过光纤耦合在一台精确校准过的赤道仪望远镜上,用来地基观测太阳直射谱的940nm附近水汽吸收带。测得的光谱结果在枯水季和丰水季都与当天条件下用MODTRAN计算的模拟谱具有很好的吻合度。我们进一步使用测得的吸收谱测算该时刻大气水汽柱含量,方法是通过计算地基观测谱和一系列不同水汽值输入下的MODTRAN模拟谱之间的相关系数进行判断,测算结果与微波辐射计测得的10公里以下大气水汽柱含量具有一致的变化趋势。(本文来源于《武汉大学》期刊2018-01-01）
王磊杰,张鸣,朱煜,鲁森,杨开明[5]（2017）在《超精密外差利特罗式光栅干涉仪位移测量系统》一文中研究指出开展了扫描干涉光刻机工作台超精密位移测量的实验研究,以提高扫描干涉光刻机的环境鲁棒性。针对扫描干涉光刻机工作台位移测量精度,提出了新型高环境鲁棒性外差利特罗式光栅干涉仪测量系统。介绍了系统测量原理,设计了测量系统,提出了基于Elden公式的系统死程误差建模方法。设计制造了尺寸仅为48mm×48mm×18mm的光栅干涉仪。基于误差模型计算了死程误差,计算结果表明:对于1.52mm死程的光栅干涉仪,宽松的环境波动指标(温度波动为0.01℃、压力梯度为±7.5Pa、相对湿度波动为1.5%、CO2含量波动为±50×10-6)仅引起±0.05nm的死程误差。最后,设计了基于商用双频激光平面镜干涉仪的测量比对系统,开展了光栅干涉仪原理验证实验和测并量稳定性实验。原理验证实验表明:光栅干涉仪原理正确且系统分辨率达0.41nm。测量稳定性实验表明:常规实验室环境下,环境波动引起的死程误差为7.59nm(3σ)@<0.9Hz&1~10Hz,优于同等环境条件下平面镜干涉仪的31.11nm(3σ)@<0.9Hz&1~10Hz。实验结果显示系统具有很高的环境鲁棒性。(本文来源于《光学精密工程》期刊2017年12期）
沈静,熊伟,施海亮,罗海燕,方雪静[6]（2017）在《非对称空间外差干涉仪相位探测和漂移校正（英文）》一文中研究指出针对多普勒非对称空间外差干涉技术,提出一种目标信号相位自校正的方法.首先通过连续采样单色光的干涉图跟踪绝对相位漂移;然后分段线性拟合不同风速下的干涉相位,通过计算两条拟合曲线距离去除相位漂移.搭建风速模拟实验平台,获得采样干涉图,并对相位误差进行校正.结果表明,在60.37m/s的模拟风速下,相位漂移误差达到30.78m/s,通过相位校正风速反演误差降低至3.51m/s,风速精度得到较大改善.最终通过几组不同风速下的反演值得到了平均2.97m/s的风速测量精度.(本文来源于《光子学报》期刊2017年09期）
张瑀珊[7]（2017）在《基于锁相放大的外差激光干涉仪非线性测试技术研究》一文中研究指出随着纳米级超精密领域,如引力波探测,的迅猛发展,外差干涉仪的研究越来越受到国内外研究学者的重视,其测量精度由纳米量级向皮米量级不断提升。周期非线性误差是外差激光干涉仪的测量误差之一。非线性的测试是评价干涉仪性能指标和辅助干涉仪优化的重要方式,受到越来越多的关注。本文针对传统的锁相放大式非线性测试方法存在的工作带宽窄、无法对非匀速运动的情况进行谐波分析、测试结果存在漂移的问题,研究了传统的锁相放大式非线性测试法的误差模型,提出了基于双锁相的非线性测试原理、非线性与位移同步测试技术和自适应的非线性测试算法,并基于以上原理设计了基于双锁相放大的非线性测试系统,主要研究内容如下:首先,建立了传统的锁相放大式非线性测试方法的误差模型。分析了传统的锁相放大式非线性测试法的动态性能,包括其工作带宽和对不同类型的干涉系统的适用情况;从光源光强的变化和被测目标运动过程中光强的变化两个角度,分析了干涉系统光强变化对传统的锁相放大式非线性测试结果的影响;分析了锁相放大器本身存在的频率、相位和幅度测量误差对最终的非线性测试结果的影响。针对传统的锁相放大法存在的工作带宽窄的问题,提出了基于双锁相放大的非线性测试原理,利用双锁相放大板卡内部产生的参考信号进行锁相,使其可适用于更多的干涉系统,并增大了其工作带宽;针对传统的锁相放大法存在的测试的适用范围有限、不易对被测目标非匀速的运动情况进行谐波分析的问题,提出了非线性与位移同步测试技术,使该测试系统对于不同的被测目标运动类型均可得出均匀的非线性,便于进行谐波分析;针对传统的锁相放大法存在的测试结果存在漂移的问题,提出了自适应的非线性测试算法,降低了光强波动对非线性测试结果的影响。基于双锁相放大原理、非线性与位移同步测试技术和自适应的非线性测试算法,设计了基于双锁相放大的非线性测试系统。该测试系统先根据干涉系统的参考信号与测量信号的特性,由前置信号处理模块对输出信号进行放大和滤波;再由双锁相放大模块利用内部产生的参考信号对两路输出信号分别进行混频滤波;最后由非线性与位移信号处理平台利用自适应的非线性测试算法得出干涉系统的非线性与位移的关系。最后,通过多组实验分析本课题提出的非线性测试系统的性能。首先对比了传统的锁相放大法和本课题提出的基于双锁相放大的测试方法的实验结果,包括测试系统的本身存在的误差和干涉系统的非线性测试结果,实验结果表明,本课题设计的非线性测试系统具有更大的适用范围且系统本身存在的测试误差较小,该系统可分辨2pm的非线性,最大测试速度为0.8m/s,对哈尔滨工业大学研制的超精密外差激光干涉系统进行非线性测试,其非线性为90pm,一阶非线性为57pm。并在被测目标匀速运动的状态下,对同一套干涉系统进行了频谱法的非线性测试,其测试结果与本课题提出的测试系统的测试结果基本一致。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-07-01）
王立靖[8]（2017）在《皮米分辨力外差干涉仪光电探测信号处理一体化技术》一文中研究指出引力波探测和精密微电子制造装备的蓬勃发展,驱动着超精密位移测量技术向着皮米量级测量分辨力不断进步,这对目前广为应用的超精密外差激光干涉技术带来了挑战。为实现更高分辨力的位移测量,新一代的外差激光干涉仪中已经开始采用基于双正交锁相放大原理的信号处理技术。但为达到皮米量级的测量分辨力,仍需要将外差激光干涉系统中各个模块的噪声抑制在一定的水平之下。其中,来自光电探测电路的噪声和信号处理电路的噪声是限制该干涉测量系统噪声水平的关键因素。本文将首先从超精密外差干涉测量的原理出发,详细介绍其光电探测和信号处理过程,分析各过程中的噪声来源与等效噪声电压强度范围,并最终建立起外差干涉测量系统中噪声强度与测量分辨力之间的数学模型,以此为基础指导各环节噪声抑制工作的进行。针对超精密外差干涉测量中光电探测电路噪声严重制约系统测量分辨力的问题,本文对皮米量级低噪声光电探测技术展开研究:从光电转换元件的器件特性出发,根据光电探测器固定增益下偏置电压与温度的关系,设计了温度补偿模块以抑制环境温度对探测输出增益大小的影响。实验结果表明,课题所设计的温度补偿电路可以随着环境温度的变动而实时调整系统偏置电压,提高了雪崩二极管光电转换的增益稳定性。进行了多级放大模块的低噪声优化设计,滤除混杂在测量信号中的高频白噪声和低频噪声,从噪声角度定量分析电路中各个器件所能引起的噪声量大小,并以此为依据进行电路参数的调整。通过总体噪声计算可知,低噪声优化后放大电路的器件噪声可减少约70%。为了提高低噪声光电探测电路的实用性,设计了自动增益电路以增大输入信号的可探测幅值范围,适应系统对不同光强的信号的测量需求。实验证明,自动增益电路的设计将信号的可测量幅值从0.9 V~1.6 V提升至0.2 V~2 V以上。新一代的外差干涉测量系统开始将传统的分离型结构归并形成一体化系统,这一模式逐渐成为了新的设计趋势。与此同时由于在长距离传输中难以规避的信号完整性下降以及系统电磁干扰等问题,也驱使外差干涉测量向一体化系统发展。一体化系统中模拟信号对噪声的敏感与数字信号的高噪声特性是系统的主要矛盾,这在高速高频系统中尤为明显。针对该问题,本文将根据高速模数混合板卡设计规则进行低噪声一体化系统设计。采用了“星地”的地平面设计原则。利用设计工具对系统中的关键信号走线进行阻抗计算,并利用电路设计软件进行走线规则约束,实现关键信号的阻抗匹配。另外,着重对板卡电源进行信号完整性仿真分析,根据仿真结果定量计算由于电源波动所导致的等效噪声电压,反复优化系统电源平面的设计,以求实现皮米量级测量分辨力。最后基于上述的理论分析以及技术研究,设计并搭建了实验平台对光电探测与信号处理一体化系统进行性能测试。实验表明系统短期1000点(2秒)的静态位移波动峰峰值为110 pm,静态位移标准差可达18 pm;系统的长期(1小时)静态位移波动峰峰值为216 pm,静态位移标准差为28 pm。长期测量结果500点均值滤波后系统的静态位移波动峰峰值为45 pm。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
毛帅[9]（2017）在《基于共测量轨迹的快速外差激光干涉仪动态校准关键技术》一文中研究指出外差激光干涉仪是超精密工程与纳米科技等领域中重要的位移检测手段,外差激光干涉仪动态位移测量的校准是保证其动态位移测量精度、实现其溯源性和标准化的必要技术手段。随着外差激光干涉仪动态位移测量精度和测量速度的不断提高,迫切需要高精度、快速的外差激光干涉仪动态位移测量校准方法和技术。校准中余弦、阿贝和空气折射率差异误差,以及关键动态性能指标——数据延迟误差如何校准,已成为实现外差激光干涉仪高精度、快速动态位移测量校准的瓶颈问题。本文为解决校准中的余弦、阿贝、空气折射率差异误差和数据延迟误差如何校准问题,提出了一种基于共测量轨迹的外差激光干涉仪动态位移测量校准方法,以及基于该共测量轨迹校准的数据延迟误差校准方法。具体研究内容如下:1、针对校准中的阿贝和空气折射率差异误差问题,提出了一种基于共测量轨迹的外差激光干涉仪动态位移测量校准方法。设计了共测量轨迹校准的标准干涉仪结构,使被校准干涉仪位移测量轴夹持在标准干涉仪四束平行测量光中间位置,实现相同位移测量方向、共测量轴和共测量点的干涉仪位移测量校准,在推导该标准干涉仪位移测量模型的基础上,建立了该共测量轨迹校准方法的位移校准模型和空气折射率差异误差模型,通过分析所建立的模型,证明该校准方法能够有效抑制校准中的阿贝和空气折射率差异误差。分析表明,10m位移范围内,阿贝误差小于2nm,空气折射率差异误差小于1nm。2、针对校准中的余弦误差问题,提出了一种基于光束方向向量的光轴平行性调节方法。设计了光束方向向量检测的双光斑位置探测单元和光束方向向量调节的双光楔镜组装置,建立了相应的光束方向向量测量模型和光束方向向量调节模型,在获得光束方向向量的基础上,可无耦合地两维旋转调节光束方向至目标方向,实现了光轴平行性的精密调节,在抑制校准中余弦误差的同时,还为校准中阿贝和空气折射率差异误差的抑制提供了技术保证。分析表明,该方法能够实现2"的光轴平行性调节,可使10m位移范围内余弦误差小于0.1nm。3、针对如何实现数据延迟误差校准问题,提出了基于共测量轨迹校准的数据延迟误差校准方法。通过分析干涉仪位移测量的数据延迟误差模型,提出并研究了数据延迟误差的校准模型,按照该模型原理,利用加速过程中瞬时校准结果的差值变化,在共测量轨迹校准前提下,实现了干涉仪测量分辨力量级的数据延迟误差校准,为今后干涉仪数据延迟误差校准的深入研究提供了必要的铺垫。实验结果表明,数据延迟误差的校准精度优于3nm,数据延迟时间的校准精度优于5ns。在上述研究的基础上,搭建基于共测量轨迹的外差激光干涉仪动态位移测量校准系统。对光轴平行性调节方法进行了实验验证,实验结果表明,光束方向的检测精度为1",调节精度为2",满足光轴平行性2"的调节要求。对所建立的空气折射率差异误差和位移校准模型进行了实验验证,证明了该共测量轨迹校准方法能够有效抑制校准中的空气折射率差异误差、阿贝和余弦误差。实验结果表明,10m位移范围内,空气折射率差异误差的模型值相对于实验值有13%的偏差,由此偏差关系可得,实际空气折射率差异误差小于1.2nm;阿贝和余弦误差各自模型值相对于实验值的偏差均为被校准干涉仪波长稳定度2×10-9;该共测量轨迹位移测量校准方法的校准重复性优于20nm。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-03-01）
贺寅竹,赵世杰,尉昊赟,李岩[10]（2017）在《跨尺度亚纳米分辨的可溯源外差干涉仪》一文中研究指出提出了一种能够实现跨尺度测量具有亚纳米分辨力的可溯源外差干涉仪,利用小型化碘稳频532 nm激光器,将激光频率溯源至国际计量委员会推荐的复现米定义谱线之一的R(56)32-O(a10)上;使用双频激光空间分离的设计方法,抑制了双频激光混迭引起的测量位移非线性误差,补偿了光纤与声光调制器引入的相位噪声;通过高精度的相位测量技术,使相位测量分辨率达到了0.017°.干涉仪的不确定度评估结果显示,100 mm的量程内,其不确定度达322 pm,实现了跨尺度亚纳米分辨力可溯源的位移测量.(本文来源于《物理学报》期刊2017年06期）
外差式干涉仪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了实现平面二自由度位移测量,设计并搭建了空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪,并对所设计的光栅干涉仪的光学结构、测量原理、面内旋转安装误差补偿等进行了研究。基于平面光栅衍射特性和空间分离式外差光栅干涉结构设计并搭建了具有对称性的测头光路,结合实际光学器件的特点,利用琼斯矩阵分析了二自由度测量原理与显着降低周期非线性误差的特性。通过实验测定了光栅面内旋转安装误差以便于应用旋转矩阵对测量数据进行解耦。随后利用矩形和圆形轨迹分别验证了两测量轴在各自和同时运动的情况下,所设计的平面光栅干涉仪的测量能力。实验结果表明,在解耦补偿0.350°的光栅实际面内旋转安装误差的前提下,该空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪能够实现压电位移台30μm内的位移测量,主要由机械振动等因素引起的误差不超过0.15μm。本研究将空间分离式外差光栅干涉仪的测量维度拓展到了平面二自由度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
外差式干涉仪论文参考文献
[1].柯伟,冯秀娟,何龙标,邢广振,王敏.激光外差干涉仪数字解调系统硬件设计[C].2019年全国声学大会论文集.2019
[2].邢旭,常笛,胡鹏程,谭久彬.空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪[J].光学精密工程.2019
[3].施海亮,李志伟,罗海燕,熊伟.多普勒非对称空间外差干涉仪调制度分析[J].航天返回与遥感.2018
[4].易洋.一体化扩视场空间外差干涉仪的设计、制作、标定和地基观测研究[D].武汉大学.2018
[5].王磊杰,张鸣,朱煜,鲁森,杨开明.超精密外差利特罗式光栅干涉仪位移测量系统[J].光学精密工程.2017
[6].沈静,熊伟,施海亮,罗海燕,方雪静.非对称空间外差干涉仪相位探测和漂移校正（英文）[J].光子学报.2017
[7].张瑀珊.基于锁相放大的外差激光干涉仪非线性测试技术研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[8].王立靖.皮米分辨力外差干涉仪光电探测信号处理一体化技术[D].哈尔滨工业大学.2017
[9].毛帅.基于共测量轨迹的快速外差激光干涉仪动态校准关键技术[D].哈尔滨工业大学.2017
[10].贺寅竹,赵世杰,尉昊赟,李岩.跨尺度亚纳米分辨的可溯源外差干涉仪[J].物理学报.2017
论文知识图
