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半导体激光器干涉测量技术应用研究

更新时间：2020-04-09 21:43:36 大小：2M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：半导体激光器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

半导体激光干涉技术是以半导体激光器为光源，在传统干涉结构的基础上不断创新，综合应用现代光电子学、信号处理、精密机械等多个领域的新成果而形成的，是一种实用性强、应用面广的技术。作为高精度计量测试的主要手段之一，不但可以用于几何量的测量，而且可以用于非几何量如力学量等的高精度测量。结合光纤传感器，可以设计出具有准确度高、非接触、体积小、结构简单等优点的测量系统。本文在分析国内外研究现状和成果的基础上，利用半导体激光器外差干涉测量位移的方法，开发了高精度的压力测量系统。该测量系统由压力-位移变换传感器和由半导体激光器、光纤传输装置、光电探测器、处理电路、计算机等构成的干涉测量装置组成。该传感器具有结构简单，成本低的特点，使用不同的膜片，传感器可以实现不同量程和不同精度的扩展，以适用于不同的测量要求。另外，通过光纤分路器实现了多通道的测量。通过和计算机的通信，实现了对多台测量仪器的监控。主要内容如下：分析了半导体激光器干涉测量方法和调制方法，对外差干涉测量和注入电流调谐做了理论分析，通过对半导体激光器的调谐特性和温度特性的分析，提出了半导体激光器光源系统的实验设计指标：注入电流的波动必须小于0.5μA，温度变化应在±0.1℃的范围内。设计了温度控制，功率控制，锯齿波驱动电路，并对半导体激光器的波长-电流特性、功率-电流特性进行了测量。理论分析了自聚焦透镜的光束变换特性，设计了一种分段式自聚焦透镜用于扩束和耦合，实验证明可以极大地降低安装精度要求。对弹性膜片进行了分析和比较，并对具有线性特性曲线的E型波纹膜片的特性曲线进行了测量，设计了压力传感器。设计了由半导体激光器、光隔离器、单模光纤、光分路器、自聚焦透镜、光电探测器组成的光路。对各个单元的特性进行了测量，给出了一些重要数据。设计了半导体激光器的注入电流锯齿波驱动电路和信号处理电路，给出了测量系统电路处理部分的原理图及实验数据，并对结果进行了分析。编制了单片机拟合程序和与上位机通讯的程序；上位机软件实现了传感器管理、数据管理、图形显示等功能。最后，在位移相对测量方法的基础上对绝对测量方法进行了一些研究。