一、外腔式He-Ne激光器的调整方法(论文文献综述)
陈恺[1](2021)在《基于光纤激光器频率分裂的双折射测量方法研究》文中进行了进一步梳理随着航空航天技术的发展及现代光学系统性能的不断突破,对光学材料双折射的实时在线测量成为新的研究热点。光纤中具有丰富的双折射变化,其双折射测量对提高光纤系统的整体性能至关重要。激光频率分裂双折射测量技术可对多种双折射以及其他外部参数进行测量。传统的激光频率分裂双折射测量技术多基于氦氖激光器,对待测对象透射率有极高要求,限制了可测的样品范围;且难于与光纤等波导系统进行耦合。本论文针对基于光纤激光频率分裂的双折射测量开展工作:对多纵模光纤激光频率分裂机理进行了理论分析及仿真研究;对激光器中不同双折射类型进行了测量;设计构建了不同的系统,对其应用进行了进一步拓展。主要研究内容如下:1、研究了多纵模光纤激光器的频率分裂机理。通过对多纵模激光器纵模正交方向分裂的模式特征进行研究,得到了多纵模频率分裂的频差与相位差关系。结合双折射琼斯矩阵与激光自洽方程,推导了光纤腔双折射叠加模型,消除了无法对轴而产生的非线性误差。研究了多纵模激光器拍频展宽机理。通过模牵引理论,分析了腔内增益曲线对纵模频偏的影响,从而得到了频率分裂产生的拍频在均匀增宽的光纤激光腔中的展宽量,对多纵模激光器中的频率分裂现象用于多种测量产生的系统误差进行了估计。研究了高掺铒浓度的有源光纤中离子对淬灭现象,分析了由离子对淬灭引起的增益不稳定现象。通过仿真分别对不同淬灭浓度与不同淬灭位置的离子对淬灭现象对拍频产生的影响进行仿真,进而解释了丰富的拍频信号频域演化现象。2、实验研究了光纤激光频率分裂法测量插入器件双折射。设计并构建了一种基于1556 nm光纤激光器频率分裂效应的插入双折射及应力测量系统。研究了半外腔频率分裂光纤激光器的输出特征,分别在空腔和腔内加载应力的情况下对谐振腔内偏振模式拍频信号进行测量。实验结果表明在普通单模线型谐振腔中,存在固有应力双折射。该系统在测量时的灵敏度为22060 Pa/nm,线性度为99.44%。利用相同腔型结构的系统,对波片的厚度与其折射率进行了测量。通过拟合获得了待测波片样品的厚度与折射率,得到本征折射率测量误差为10-5。3、对抛磨光纤腔外调制等效双折射测量进行了研究。通过应力平衡模型分析了非对称光纤本征双折射的产生机理。从理论上分析了外界折射率对腔内双折射的非线性调制规律,并结合有限元分析对外调制等效双折射进行了仿真。设计并搭建了抛磨光纤腔外调制等效双折射与外部折射率测量系统。利用抛磨光纤外调制双折射的叠加模型对外调制等效双折射进行了测量。通过实验研究,对该系统的双折射-外部折射率关系进行了标定,对外部折射率测量精度达到8.43×10-5。实验测得了葡萄糖质量分数-折射率曲线及热光系数变化趋势。4、对全光纤扭转腔圆双折射测量进行了研究。对光纤激光器中的圆双折射的产生机理进行了分析。通过光纤微扰理论结合光纤波导耦合模理论,推导了针对弱导光纤在扭转时的模式耦合系数。基于直观求解法结合激光器自洽原理推导了激光器扭转状态下的琼斯矩阵,得到腔内固有线性双折射与圆双折射分离模型。设计并搭建了一套1551 nm波段的全光纤扭转腔圆双折射测量系统。对激光器输出特征进行了研究,并得到了随着扭转角度变化腔内圆双折射的变化曲线。提出了一种扭转-拉伸双参量同步测量方法。研究结果表明扭转与拉伸可通过该系统的拍频与光谱测量解耦。
程嘉健[2](2020)在《基于He-Ne激光器双偏振的自混合干涉差分测量技术》文中研究说明激光器的输出反馈光能够改变激光器的输出特征,由于反馈光携带腔外的物体信息,激光自混合干涉(Self-mixing Interference,SMI)技术利用该特性可实现对目标物体物理量的测量。由于SMI具有结构简单、灵敏度高、易于准直、便于探测等优点,已被广泛应用于测量位移、振动、形貌、加速度、微小角度等领域中。但SMI检测系统在实际应用时存在噪声干扰的问题,如不采取有效措施减少噪声对系统的影响,则会影响SMI系统的稳定性和检测精度。为此,本文研究提出了一种随机偏振激光自混合干涉双偏振差分检测技术。与现有自混合干涉差分降噪技术相比,本文提出的方法具有成本低、结构简单的显着优点。本文还将该技术应用到自混合干涉表面等离子体子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)传感系统上,构建了自混合干涉SPR差分探测传感装置,为高精度SPR位相测量提供了一种解决方案。首先,介绍了激光自混合干涉术的基础理论;分析了基于外腔长调制的激光自混合干涉测量系统;研究了自混合干涉信号的位相提取技术,并进行了仿真分析。然后,构建了He-Ne激光自混合干涉双偏振测量系统,利用偏振分光棱镜和偏振片对干涉信号进行偏振分光,通过改变光源(线偏振He-Ne激光器和随机偏振He-Ne激光器)、改变探测位置(激光器前向出光端探测和激光器后向漏光端探测)等方式,详细观察了双偏振干涉信号的振幅和位相关系,发现了获得差分干涉信号(振幅相同、位相反相)的简易方法。基于此,分别构建了压电陶瓷(Piezoelectric-ceramic Transducer,PZT)微位移器驱动和平行平晶旋转驱动的两种外腔位相调制自混合干涉差分测量系统。文中,分别对两种系统的降噪效果进行了实验验证,表明可有效降低周期和非周期噪声对自混合干涉的测量干扰。最后,本文理论和仿真分析了自混合干涉位相调制SPR差分测量的模型,推导了P偏振与S偏振光在SPR效应中的强度和相位变化函数。据此,提出一种自混合干涉SPR双偏振差分检测技术。在光路中用液晶偏振方向旋转器控制激光束的偏振态变化,探测获得P偏振光和S偏振光的自混合干涉信号,对双偏振干涉信号的位相进行差分获得SPR的位相变化,从而达到位相检测的目的。实验证明了该技术可抑制SPR位相检测过程中的噪声干扰,在SPR中有良好的应用前景。本文提出的随机偏振激光自混合干涉双偏振差分检测技术与自混合干涉位相型SPR双偏振差分检测技术,均有效抑制了噪声对测量的影响,提高了信噪比,减少了测量误差。此外,本文提出的方法和技术还具有成本低、结构简单等优点,在自混合干涉和表面等离子体共振等领域中具有良好的应用价值。
马响[3](2020)在《激光回馈玻璃应力双折射测量系统的研究与设计》文中研究说明正交偏振的激光回馈原理是精密测量领域中重要的理论基础,激光回馈技术具有系统结构简单、响应速度快、性价比高等特点,广泛应用于角度、位移、振动等测量工作中。目前,玻璃应力双折射测量仪大多基于消光法和干涉法,其测量环节较繁琐或测量精度受限。为解决上述问题,本文应用正交偏振的激光回馈原理,研究了玻璃应力双折射测量系统,并设计玻璃应力双折射测量仪。通过分析偏振跳变闭锁现象产生的原因,利用激光器频差与激光偏振态有效增益间的关系,解决了回馈系统测量范围受限的问题,当激光器频差提高至29.3MHz时,系统的检测极限达到30nm/cm。在实验过程中,对二次反射/透射光束与主光束产生的干涉现象进行分析,采用调整回馈镜角度的方式消除了异常的回馈条纹;继而通过增加稳频控制程序减少了动态测量时激光器的跳模次数,激光中心频率稳定度得到明显改善,提升了系统长期测量的重复性。为进一步扩大系统的测量范围,本文又设计了一套用于检测退火玻璃微小应力双折射的方案,该方案的核心思想是在回馈外腔中增加偏置液晶玻璃进行组合测量。根据在线测量的工业化要求,研制激光回馈玻璃应力双折射测量仪,对仪器的光学结构、应用程序、硬件电路、机械结构等方面进行不断优化;通过降低指令信号的电压变化梯度,分析压电陶瓷微致动器的非线性等举措,仪器的测量不确定度优于0.51 nm/cm;为了消除空气扰动、温度漂移等其他因素引入的测量误差,使用高精度玻璃应力双折射测量仪对系统进行标定,标定后仪器的检测极限达到3nm/cm,最大测量偏差为0.421nm/cm,最终完成了对玻璃微小应力双折射的检测工作。本文研制的仪器具有测量重复性好、测量精度高、结构简单、经济成本低等特点,可供选择的两种测量方案互为补充,测试人员依据实际的测量要求与测量环境选择相应的测量方式,这为在线检测玻璃应力双折射的工业化发展提供了新思路。
樊莉,沈君,王晓宇,夏长权,汪丽春[4](2019)在《He-Ne激光束模式分析实验的研究》文中认为文章简单介绍了激光模式的基本概念和产生原理,对现有的WGL-6型激光模式分析实验系统进行了改进,将待测的内腔式He-Ne激光器改为半内腔式He-Ne激光器。通过改变腔长、输出镜曲率半径、腔镜平行度测量了不同激光谐振腔结构输出的激光模式,研究分析了不同谐振腔结构对输出激光模式的影响。
孙慧芳[5](2019)在《高精度激光自混合测量系统及LabVIEW实现》文中认为随着激光技术的诞生,光学干涉检测在测量范围、分辨率、抗干涉性和测量精度等方面取得了重大进展。激光自混合干涉效应(SMI)是科研人员在探究光反馈效应并且寻找消除不利光反馈影响的方法中产生的。由于SMI具有结构简单、容易准直、可以判别物体运动方向等显着特点,它可以在许多测量领域中取代传统复杂的双光束干涉系统。SMI已经逐渐形成了一个崭新的具有深远应用前景的光学研究方向。近年来,国内外研究人员提出了各种各样的方法来提高自混合干涉技术的测量精度,从而极大地扩展了它的应用范围。目前SMI已经广泛应用于振动、速度、位移、太赫兹成像、医学、以及高精度纳米测量等领域。本文首先阐述SMI效应及其显着特点,然后概述了SMI的历史背景,研究进展和应用进展。其次,基于F-P三镜腔理论,对SMI理论进行了详细推导,建立了相应的数学模型,并通过MATLAB软件分析了外腔相位、线宽展宽因子、光反馈强度三个参数对SMI系统的影响。此外,运用相位解包裹法和相位调制法重构了不同运动轨迹以及不同反馈强度下的目标物位移。进一步地,搭建了基于半导体激光器的自混合干涉实验测量系统,并以PZT和音叉作为被测目标物进行实验,观察分析实验现象。基于对SMI的深入分析,本文提出了一种结合多次反射和偶次幂快速算法的集成测量技术。这种方法不仅克服了多次反射在提高条纹精度上有限的缺点,而且弥补了偶次幂快速算法在被测振幅远小于半个波长时失效的不足,极大地扩展了偶次幂快速算法的测量范围,并且获得了更高的条纹精度。根据集成测量技术的原理,本文利用LabVIEW软件和MATLAB联合编程的方法设计了一种实时激光自混合干涉振动测量系统。该系统能够实时监测目标物的振动幅度且具有纳米级分辨率,这推进了虚拟仪器技术在SMI测量中的应用。
施立恒[6](2019)在《激光自混合光栅干涉微纳米传感技术的研究》文中研究说明当激光被外部目标反射或衍射并反馈回激光器时,会调制激光器的输出特性,这一现象被称为激光自混合干涉。随着激光自混合干涉技术的成熟,各种新型激光自混合传感系统被开发出来。激光自混合干涉系统具有和传统双光束干涉系统相当的条纹分辨率,且激光器兼具输入和输出功能,具有极高的灵敏度且系统结构简单紧凑,在许多领域可取代传统激光干涉仪。而本文提出的激光自混合光栅干涉将光栅衍射光反馈回激光器,获得的自混合信号以光栅栅距为测量基准,受环境因素影响更小。论文分析了激光自混合光栅干涉的理论模型,并设计了几个微纳米位移传感系统。论文的主要工作如下:提出了用于测量光栅的一维位移的多重衍射激光自混合光栅干涉系统。基于傅里叶光学理论和三镜腔模型,对激光自混合光栅干涉的理论模型进行了分析,得到了自混合干涉条纹和目标沿光栅矢量方向位移的关系。设计了多重衍射光路,使自混合干涉条纹分辨率得到成倍提升。在实验中引入正弦相位调制和正交解调算法实现了一维微位移重构,五重衍射下的系统测量精度达到纳米级。提出了可以同时进行面内-面外二维位移测量的正交偏振激光自混合光栅干涉系统。分析了当光栅发生面内-面外二维位移时对反馈光的影响,设计了利用不同衍射级数光反馈实现同时解调二维位移的方案。基于Lamb半经典理论,推导了双折射双频He-Ne激光器在弱反馈近似下的输出功率模型。使不同反馈光之间偏振正交,避免了不同反馈光路间的信息混叠;基于频分复用的正弦相位调制技术,在频域实现对不同反馈光信息的分离,因此实际探测时只需要一个光电探测器。实验中令二维压电纳米定位台做不同李萨如图运动,二维位移重构结果表明系统精度在亚微米级,且面外位移不会对光路结构产生影响。提出了多重反馈环型腔光纤激光自混合干涉系统。基于Dragic的环型腔掺铒光纤激光器模型和等效反射率理论,建立了环型腔掺铒光纤激光自混合干涉模型,通过引入额外的环形器实现多重反馈,使自混合干涉条纹密度提升了一倍。分析了光准直器表面反射对自混合干涉条纹形状的影响,并通过实验调节外腔损耗加以验证。基于短时傅里叶变换,实现对信号的时频分析,并提出了双峰值频率识别算法提取信号的时域多普勒频率。实验使用伺服电机平移台作为测速标定,在要求更高精度的场合替换为压电陶瓷促动器,结果表明该系统的可靠性高,速度测量精度优于0.1mm/s。
周俊峰[7](2018)在《多纵模激光器自混合传感系统及反馈因子测量新方法研究》文中研究指明随着现代科学技术的发展,许多领域对于实现相关物理量精准测量的要求越来越高,而自混合干涉技术作为一项精密测量技术,其系统结构简单、紧凑且易准直,已经被大量的学者广泛地研究并应用于高灵敏和高分辨率的光学非接触测量中。本学位论文基于自混合干涉效应,分别测量了自混合干涉系统中的反馈因子C,半导体激光器和He-Ne激光器的自由光谱范围FSR以及半导体激光器腔体温度和外腔环境温度。理论研究中,结合了 L-K速率方程模型,三镜腔模型以及多纵模激光器干涉混频模型提出了相应的测量反馈因子C,自由光谱范围FSR,激光器谐振腔温度和环境温度的理论模型。实验上,分别搭建了测量自混合干涉系统中的反馈因子C,半导体激光器和He-Ne激光器的自由光谱范围FSR以及半导体激光器腔体温度和外腔环境温度的系统,实现了自混合干涉系统中的反馈因子C,半导体激光器和He-Ne激光器的自由光谱范围FSR以及半导体激光器腔体温度和外腔环境温度的准确测量,并对将测量结果与理论模拟结果进行了对比和分析。本文的创新点主要包括:1.提出一种利用功率跳变差测量自混合干涉系统中反馈因子C的新方法,建立了相应的功率跳变差测C理论模型并进行了仿真模拟,搭建了功率跳变差测C的实验系统,实现了自混合干涉系统中反馈因子C值的准确测量,并对实验结果进行了深入讨论和分析;2.提出了一种基于多纵模自混合效应测量激光器自由光谱范围FSR的新方法,建立了相应的激光自混合测FSR的理论模型并进行了仿真模拟,分别搭建了相应的半导体激光器和He-Ne激光器FSR测量系统,实现了半导体激光器和He-Ne激光器的FSR测量,并对双纵模干涉信号的相位延迟以及测量适用的反馈水平等相关特性做了深入的研究。3.提出了利用多纵模自混合效应测量半导体激光器谐振腔腔体温度和外腔环境温度的新方法,建立了相应的激光自混合效应测量半导体激光器谐振腔腔体温度和外腔环境温度的理论模型并进行了仿真模拟,分别搭建了测量半导体激光器谐振腔腔体温度和外腔环境温度的测量系统,实现了半导体激光器谐振腔腔体温度和外腔环境温度的精确测量,并对测量的精度和误差来源进行了相关的讨论和分析。
陈俊雹[8](2018)在《激光自混合干涉的新型探测方法研究》文中进行了进一步梳理激光自混合干涉自上世纪六十年代被发现以来,在精密测量领域的应用已经得到了广泛的研究。由于系统固有的结构简单、测量精度高、易于准直及非接触性等显着优点,因此具有广阔的应用前景。近几十年,很多高端制造业和重大尖端设备的研发对激光自混合干涉技术提出了更高的要求。而现代光子学测试技术的发展为激光自混合干涉的探测提供了新的方法。提出了 一种激光自混合干涉的双折射光载微波探测方法,研制了基于自混合双频激光多普勒效应的高分辨率测速仪,从双折射光载微波的自混合多普勒频移中准确提取了物体的速度信息。激光自混合干涉具有紧凑的光学结构,自对准和方向可辨识性的优点,而利用双折射双频氦氖激光器产生的稳定的光载微波,又能进一步简化了光源的结构。实验上,我们用低频(毫赫兹)锁相放大器提取了多普勒拍频信号,在时域精确测量了拍频,并计算速率。由于光载微波的高稳定性,与之前的双频自混合激光多普勒测速仪相比,自混合双折射双频激光测速仪的平均速度分辨率提高至0.030mm/s。提出了一种利用硅光电二极管的双光子吸收效应对边缘滤波增强型激光自混合多普勒信号的进行二次探测方法。让激光会聚入射硅光电二极管,发生双光子吸收效应,引入对入射光的二次光电导响应。由双光子吸收引起的二次响应则能抑制光纤光栅增强型激光自混合干涉所增强的谐波,将谐波的振幅降低到噪声水平。实验结果表明,利用商用的硅光电二极管的双光子吸收效应可以实现一种超宽频带滤波器。对于一个未知的待探测的多普勒频率,无需被动地调节滤波截至频率,即可实现滤波。这大大简化了对探测的自混合多普勒信号的处理。而利用光放大器的处理,使多普勒频率的探测信噪比也得到了提高,探测到的4kHz的多普勒信号的信噪比能达到15dB。针对精密位移测量,提出了一种对激光自混合干涉的合成波长测量方法,并构建了简单的合成波长自混合干涉仪。由合成波信号毫米尺度的位移测量得到目标物体的亚纳米级的位移。合理选择了正交偏振双频氦氖激光器的频率差避免模式竞争,调整了自混合干涉仪的光学结构设计,将合成波长技术引入到激光自混合干涉测量中。观察了两个正交偏振模式的自混合干涉条纹信号之间的相位差,通过合成信号的相位变化来测量了目标物体的微小位移。由于合成波长远大与激光波长,可以在无调制、解调的情况下,实现纳米位移测量。研究对比了Ⅲ-Ⅴ族半导体砷化镓与硅光电二极管的双光子探测性能,并基于他们的双光子吸收效应,测量了光纤飞秒激光脉冲的自相关函数。由于激光脉冲在介质中传播时的三阶色散,自相关信号的时域包络包含两个对称的时域旁瓣。利用色散脉冲的时频分布和砷化镓与硅的双光子响应谱分析了自相关信号中的旁瓣的出现位置。与硅相比,砷化镓在脉冲形貌重构中表现出更高的灵敏度,这得益于它的旁瓣信号的信噪比更高,而且旁瓣信号更靠近主峰。在此基础上,使用砷化镓PIN光电二极管测量了的飞秒激光的脉冲宽度,对于脉冲半高宽测量的分辨率与传统的倍频晶体自相关仪的测量分辨率相一致,测量分辨率能达到0.89fs。
张雨[9](2016)在《基于特殊外腔结构自混合干涉理论的研究及实验观察》文中研究指明激光自混合干涉也被称为光反馈自混合干涉或注入调制效应,它是指激光器输出的光被外部物体反射或者散射后,其中一部分光又被反馈回激光器的谐振腔内,反馈光携带了外部物体的物理信息并与激光腔内的光混合,调制激光器的输出功率和输出频率,形成激光自混合干涉效应。激光自混合干涉信号与传统的双光束干涉有着相似之处,但其特性又区别于传统意义上的干涉,并不符合传统的干涉理论,由此被称作新型干涉测量技术。激光自混合干涉系统对比于传统的干涉测量系统具有很多的优点,例如:结构简单,易准直,光路紧凑,成本低等。由此激光自混合干涉技术得到了各国学者的关注,并在测量领域广泛应用。现阶段国内外学者的研究方向主要集中在以下三个方面,(1)激光自混合干涉的应用研究;(2)激光自混合干涉不同光源种类的研究;(3)利用各种信号处理方法和算法提高激光自混合干涉测量精度。但很少有学者针对特殊外腔结构激光自混合干涉进行研究,本文分别研究了外腔为共焦点结构和多路反馈结构的激光自混合干涉。首先结合共焦点激光显微镜原理利用傅里叶光学原理和共焦点原理对外腔为共焦点结构的激光自混合干涉进行了理论分析,并根据所得理论进行了数值仿真,然后进行实验观察验证了理论推导和数值仿真的正确性。从仿真和实验得到共焦点外腔结构激光自混合干涉信号的包络类似于共焦点激光显微镜轴向响应信号为类Sa函数曲线信号,当透镜数值孔径小于一定值且待测目标运动幅值较小时,干涉信号类似于传统的激光自混合干涉信号。接着文章对多路反馈外腔结构激光自混合干涉进行了理论分析,数值仿真及实验观察。并得到多路反馈激光自混合干涉信号类似于低频调制自混合干涉信号,同时该信号在外部反馈较小时为类正弦波信号,在外部反馈较大时为类锯齿波信号,而且在一个周期内信号分布密度取决于多路反馈的外腔运动频率。另外,针对两种特殊外腔结构的激光自混合干涉设计和搭建了各自的实验平台,主要包括PZT的控制以及信号采集系统的使用。并针对实验中出现的问题进行了简单说明,提出了解决问题的方法,然后对实验中可能产生的干扰进行了讨论。
宁静[10](2016)在《气体激光模式及光学系统变换特性研究》文中进行了进一步梳理为了使He-Ne激光器能够更好的满足人们的使用要求,必须提高它的输出功率、减小它的体积、并提高其输出光束质量。只有对激光器进行具体的模式分析才能抑制有害模式;采用光学元件对高斯光束进行聚焦、准直、扩束才能得到实际应用中所需要的光束;因此研究气体激光的模式及高斯光束经光学系统的变换显得非常重要。本文针对氦氖激光器的模式及其通过光学系统变换进行研究,利用实验的方法开展了以下几个方面的研究:一是激光输出特性:通过实验的方法对激光的输出特性进行了测量,分析并给出了腔长及后腔镜曲率半径与激光输出特性的关系;发现了在一定范围内,输出功率随腔长的增大而增大,随曲率半径的增大而减小;二是激光模式分析:采用光斑分析软件及共焦球面扫描干涉仪测量了不同曲率半径、不同腔长下的光斑图及频谱图,通过系统的理论计算与实验数据分析了激光的模式。三是研究激光束通过光学系统变换过程:主要分析了高斯光束在自由空间、光学系统中的传播规律,引入了高斯光束q参数,给出了高斯光束经任何光学系统的ABCD公式,用q参数分析了高斯光束的传输问题;对高斯光束通过薄透镜的变换进行了实验研究,通过对高斯光束经过薄透镜前后的发散角的拟合,得出了实验与理论相符的结果;最后,在高斯光束通过薄透镜变换的实验基础上,用倒置望远镜对激光扩束进行了研究,给出了最佳扩束效果的组合透镜。
二、外腔式He-Ne激光器的调整方法(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:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(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。
三、外腔式He-Ne激光器的调整方法(论文提纲范文)
(1)基于光纤激光器频率分裂的双折射测量方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 激光器频率分裂研究进展 |
1.2.1 激光频率分裂机理研究进展 |
1.2.2 激光频率分裂应用研究进展 |
1.3 光学材料双折射测量研究进展 |
1.3.1 现有折射率测量方法 |
1.3.2 光纤中的双折射测量 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 多纵模光纤激光器频率分裂机理 |
2.1 多纵模光纤激光器的频率分裂 |
2.2 频率分裂双折射叠加模型 |
2.2.1 激光各向异性腔 |
2.2.2 光纤激光器中的双折射叠加模型 |
2.3 多纵模拍频信号展宽机理 |
2.3.1 多纵模激光器模式牵引效应 |
2.3.2 多纵模拍频信号展宽机理 |
2.4 多纵模拍频频域演化 |
2.4.1 多纵模激光器非稳机理 |
2.4.2 多纵模频率分裂拍频频域演化 |
2.5 本章小结 |
第三章 线形半外腔光纤激光双折射测量 |
3.1 频率分裂法测量插入器件双折射机理 |
3.2 半外腔光纤激光器频率分裂测量系统 |
3.2.1 插入器件的双折射 |
3.2.2 力加载装置设计 |
3.2.3 半外腔光纤激光器设计 |
3.3 半外腔插入型器件线性双折射测量 |
3.3.1 半外腔光纤激光器空腔频率分裂 |
3.3.2 插入型器件双折射仿真及叠加频率分裂测量 |
3.3.3 插入型器件近红外应力光学常数 |
3.4 半外腔插入型器件厚度/折射率测量 |
3.4.1 半外腔插入型器件厚度/折射率测量机理 |
3.4.2 半外腔插入型器件厚度/折射率测量系统 |
3.4.3 波片的厚度/折射率测量 |
3.5 半外腔频率分裂光纤激光双折射测量系统误差分析 |
3.5.1 激光器波长漂移误差 |
3.5.2 插入器件对正误差 |
3.5.3 测量环境温度漂移误差 |
3.5.4 长时间测量重复稳定性 |
3.6 本章小结 |
第四章 抛磨光纤腔外调制等效双折射测量 |
4.1 非对称光纤本征双折射产生机理 |
4.2 侧面抛磨光纤等效双折射外部调制及仿真 |
4.2.1 阶跃折射率光纤等效平板分层波导模型 |
4.2.2 侧面抛磨光纤等效双折射外部调制仿真 |
4.2.3 抛磨光纤外调制双折射叠加模型 |
4.3 抛磨光纤腔的频率分裂外调制等效双折射测量系统 |
4.3.1 侧面抛磨光纤器件制备 |
4.3.2 激光器腔镜光栅设计与刻写 |
4.3.3 抛磨光纤腔的频率分裂外调制等效双折射测量系统 |
4.4 基于抛磨光纤腔频率分裂的实时液体折射率测量实验 |
4.4.1 抛磨光纤腔频率分裂液体折射率测量标定 |
4.4.2 抛磨光纤腔频率分裂葡萄糖溶液折射率及浓度测量 |
4.4.3 抛磨光纤腔频率分裂液体热光系数测量 |
4.5 本章小结 |
第五章 全光纤扭转腔圆双折射测量 |
5.1 光纤波导激光器圆双折射产生机理及仿真 |
5.1.1 扭转光纤中圆双折射的产生机理 |
5.1.2 扭转光纤激光器中圆双折射与线形双折射的分离 |
5.1.3 全光纤扭转腔激光器中的琼斯矩阵 |
5.2 全光纤扭转腔圆双折射测量 |
5.2.1 全光纤扭转腔圆双折射仿真 |
5.2.2 全光纤扭转腔圆双折射测量系统 |
5.2.3 圆双折射分离及扭转角度测量 |
5.3 扭转与拉伸双参量测量 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
(2)基于He-Ne激光器双偏振的自混合干涉差分测量技术(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 激光自混合干涉特点 |
1.3 自混合干涉技术研究现状 |
1.4 本文研究的主要内容 |
2 氦氖激光自混合干涉差分信号的实验观察 |
2.1 激光自混合干涉效应的原理 |
2.2 激光自混合干涉外腔长调制技术 |
2.3 自混合干涉信号的傅里叶位相提取技术 |
2.4 自混合干涉差分信号的实验观察 |
2.5 本章小结 |
3 随机偏振激光自混合干涉差分测量技术 |
3.1 PZT调制的自混合干涉差分测量技术 |
3.2 平晶旋转调制的自混合干涉差分技术 |
3.3 本章小结 |
4 基于自混合干涉的表面等离子体共振双偏振探测技术 |
4.1 自混合干涉SPR双偏振探测原理与仿真 |
4.2 自混合干涉SPR双偏振探测装置与实验 |
4.3 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 论文的主要研究内容 |
5.2 论文的主要创新之处 |
5.3 研究展望 |
参考文献 |
发表论文及科研成果情况 |
致谢 |
(3)激光回馈玻璃应力双折射测量系统的研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 激光正交偏振原理及应用 |
1.2 激光回馈在测量领域的研究进展 |
1.2.1 位移测量 |
1.2.2 速度测量 |
1.2.3 振动测量 |
1.2.4 相位差测量 |
1.3 玻璃应力双折射测量技术 |
1.3.1 玻璃应力的产生及影响 |
1.3.2 典型的检测方法 |
1.4 研究内容与章节安排 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 章节安排 |
1.5 本章小结 |
第二章 三镜腔理论模型及偏振跳变现象的研究 |
2.1 本章引言 |
2.2 激光回馈现象及三镜腔模型 |
2.2.1 光学系统基本结构 |
2.2.2 三镜腔理论模型 |
2.3 偏振跳变及其闭锁问题 |
2.3.1 偏振跳变现象 |
2.3.2 偏振跳变闭锁状态 |
2.4 本章小结 |
第三章 玻璃应力双折射测量方法的研究 |
3.1 本章引言 |
3.2 基于偏振跳变现象的应力双折射计算 |
3.2.1 玻璃应力双折射的计算公式 |
3.2.2 公式优化与误差分析 |
3.2.3 传统回馈系统的检测极限 |
3.3 扩大应力双折射测量范围的方法 |
3.3.1 改变激光器频差的三种方式 |
3.3.2 激光器频差变化对检测极限的影响 |
3.4 应力双折射系统的条纹异常现象 |
3.4.1 条纹异常现象的原因 |
3.4.2 条纹异常现象的消除 |
3.5 本章小结 |
第四章 玻璃微小应力双折射测量方案的设计 |
4.1 本章引言 |
4.2 测量系统的可靠性分析 |
4.2.1 He-Ne激光器的频率及频差稳定性 |
4.2.2 参考对比国家标准频率分裂法 |
4.3 退火玻璃的应力双折射测量方案 |
4.3.1 组合测量法的基本原理 |
4.3.2 退火玻璃应力双折射的测量结果 |
4.4 平板玻璃应力双折射的测量方案 |
4.5 本章小结 |
第五章 激光回馈玻璃应力双折射测量仪 |
5.1 本章引言 |
5.2 玻璃应力双折射测量仪的结构 |
5.2.1 光学元件选型 |
5.2.2 应用程序设计 |
5.2.3 硬件电路设计 |
5.2.4 机械结构设计 |
5.3 仪器测量结果的重复性 |
5.3.1 供电装置的稳定性 |
5.3.2 筒状压电陶瓷的非线性特性 |
5.4 仪器测量结果的误差估计 |
5.4.1 玻璃倾斜导致的误差 |
5.4.2 其他误差 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结及创新点 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文及参加的项目 |
A:在国内外刊物上发表的论文及专利 |
B:参加的项目 |
致谢 |
(4)He-Ne激光束模式分析实验的研究(论文提纲范文)
1激光模式概念 |
2实验装置 |
3实验结果与分析 |
(5)高精度激光自混合测量系统及LabVIEW实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 激光自混合干涉的概念及特点 |
1.2 激光自混合干涉的理论进展 |
1.3 激光自混合干涉的应用进展 |
1.4 本文主要工作 |
第二章 自混合干涉理论研究 |
2.1 激光自混合干涉的理论基础 |
2.2 数学模型 |
2.3 模型参数对系统的影响 |
2.4 目标位移重构 |
2.5 本章小结 |
第三章 激光自混合干涉测量系统 |
3.1 系统结构 |
3.2 实验操作 |
3.3 本章小结 |
第四章 基于自混合干涉的集成测量技术 |
4.1 研究背景 |
4.2 理论推导和仿真分析 |
4.3 实验和结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 实时激光自混合干涉振动测量系统 |
5.1 虚拟仪器和LabVIEW简介 |
5.2 LabVIEW和MATLAB联合编程 |
5.3 基于LabVIEW的系统设计 |
5.4 实验测试与结果分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间科研成果 |
(6)激光自混合光栅干涉微纳米传感技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 激光传感技术的特点及发展 |
1.2 激光自混合干涉技术现状 |
1.3 课题来源 |
1.4 本文研究意义及主要研究内容 |
1.4.1 本论文的研究意义 |
1.4.2 本论文的主要内容 |
第2章 激光自混合光栅干涉一维位移测量系统设计及实现 |
2.1 前言 |
2.2 激光自混合光栅干涉基本模型及理论分析 |
2.2.1 全息光栅衍射光的附加相移 |
2.2.2 激光自混合光栅干涉效应理论分析 |
2.2.3 多重衍射设计 |
2.3 正弦相位调制解调原理 |
2.4 位移测量实验 |
2.4.1 实验装置 |
2.4.2 实验结果 |
2.5 本章小结 |
第3章 正交偏振激光自混合光栅干涉二维位移测量系统设计及实现 |
3.1 前言 |
3.2 双折射双频He-Ne激光器自混合干涉理论 |
3.3 激光自混合光栅干涉二维位移测量方法 |
3.4 正交偏振模反馈相位还原方法 |
3.5 二维李萨如图位移实验 |
3.5.1 实验装置 |
3.5.2 实验结果 |
3.6 本章小结 |
第4章 环形腔光纤激光自混合干涉多普勒测速系统设计及实现 |
4.1 前言 |
4.2 环型腔光纤激光自混合干涉模型 |
4.2.1 环型腔掺铒光纤激光器原理 |
4.2.2 自混合干涉模型 |
4.3 对激光自混合多普勒信号的时频分析 |
4.4 实验结果 |
4.4.1 实验装置 |
4.4.2 实验结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文及研究成果 |
致谢 |
(7)多纵模激光器自混合传感系统及反馈因子测量新方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 激光自混合干涉效应简述 |
1.1.2 激光自混合效应理论模型 |
1.2 基于激光自混合效应的相关物理量测量 |
1.2.1 速度测量 |
1.2.2 振动和位移测量 |
1.2.3 绝对距离测量 |
1.3 基于激光自混合效应的特征参量测量 |
1.3.1 线宽展宽因子α |
1.3.2 反馈因子C |
1.4 课题来源和主要研究内容 |
第二章 激光自混合干涉系统中反馈因子C测量理论及实验研究 |
2.1 激光自混合效应测C方法 |
2.1.1 滞回宽度法 |
2.1.2 频域分析法 |
2.1.3 峰谷值差法 |
2.2 功率跳变差测C理论模型 |
2.3 功率跳变差测C实验结果及分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 多纵模激光器FSR测量理论及实验研究 |
3.1 多纵模激光器FSR测量理论模型 |
3.2 He-Ne激光器FSR测量仿真及实验 |
3.2.1 He-Ne激光器FSR测量仿真结果 |
3.2.2 He-Ne激光器FSR测量实验结果 |
3.2.3 波形分立程度和相位延迟关系 |
3.3 半导体激光器FSR测量实验结果及讨论 |
3.3.1 半导体激光器FSR测量实验结果 |
3.3.2 半导体激光器FSR测量适用反馈条件研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于多纵模激光自混合效应温度测量理论及实验研究 |
4.1 LD腔体温度测量理论模型及仿真结果 |
4.1.1 LD腔体温度测量理论模型 |
4.1.2 LD腔体温度测量仿真结果 |
4.2 LD腔体温度测量实验结果 |
4.3 DBR光纤激光器外腔环境温度测量理论模型及仿真结果 |
4.3.1 DBR光纤激光器外腔环境温度测量理论模型 |
4.3.2 DBR光纤激光器外腔环境温度测量仿真结果 |
4.4 DBR光纤激光器环境温度测量实验结果 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
攻读学位期间参与发明的专利 |
(8)激光自混合干涉的新型探测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 激光自混合干涉效应的概念及特点 |
1.2 激光自混合干涉效应的研究进展 |
1.3 激光自混合干涉的精密探测技术研究进展 |
1.3.1 激光自混合干涉的平衡探测 |
1.3.2 激光自混合干涉的边缘滤波增强探测 |
1.3.3 激光自混合干涉的光注入式拍频探测 |
1.3.4 激光自混合干涉的光栅衍射探测 |
1.4 课题来源及本文研究内容和意义 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 本论文研究目的和意义 |
1.4.3 本论文主要研究内容 |
第2章 激光自混合干涉效应的基本原理 |
2.1 引言 |
2.2 激光自混合干涉的基本数理描述 |
2.3 双频激光自混合干涉效应的原理分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 激光自混合干涉的双折射光载微波探测方法 |
3.1 引言 |
3.2 激光自混合多普勒信号的光载微波探测原理 |
3.3 实验 |
3.3.1 速度方向的判别 |
3.3.2 速度测量实验 |
3.4 实验分析以及讨论 |
3.5 本章小结 |
第4章 激光自混合干涉的双光子吸收滤波探测方法 |
4.1 引言 |
4.2 激光自混合干涉的双光子吸收探测原理 |
4.3 双光子吸收探测实验 |
4.4 本章小结 |
第5章 基于激光自混合干涉的合成波长位移测量技术 |
5.1 引言 |
5.2 基于激光自混合干涉的合成波长位移测量理论 |
5.3 实验 |
5.3.1 观察合成激光自混合干涉现象 |
5.3.2 位移测量实验 |
5.4 误差分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 砷化镓与硅光电二极管的双光子探测对比研究 |
6.1 引言 |
6.2 砷化镓光电探测器的双光子吸收自相关测量原理 |
6.3 自相关信号测量实验 |
6.4 讨论 |
6.5 本章小结 |
第7章 结束语 |
7.1 本文工作总结 |
7.2 本文创新点 |
7.3 后续工作展望 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文及研究成果 |
致谢 |
(9)基于特殊外腔结构自混合干涉理论的研究及实验观察(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 前言 |
1.1 激光自混合干涉的概念及特点 |
1.2 激光自混合干涉的研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.3 激光自混合干涉的应用 |
1.4 课题来源及本文主要研究内容 |
第二章 激光自混合干涉的基本理论 |
2.1 激光自混合干涉系统理论模型 |
2.2 激光自混合干涉的数值模拟 |
2.2.1 光反馈水平因子和线宽展宽因子对系统输出光频影响及迟滞现象 |
2.2.2 不同外部参数对自混合干涉信号的影响 |
2.3 激光自混合干涉的实验观察 |
2.3.1 实验装置的构成 |
2.3.2 自混合干涉现象的实观察验证 |
2.4 本章小结 |
第三章 共焦点外腔结构激光自混合干涉理论及实验 |
3.1 共焦点外腔结构激光自混合干涉理论 |
3.1.1 透镜及共焦点理论 |
3.1.2 共焦点外腔结构激光自混合干涉理论 |
3.2 共焦点外腔结构激光自混合干涉的仿真分析 |
3.2.1 基本仿真分析 |
3.2.2 不同条件下的共焦点外腔结构激光自混合干涉仿真分析 |
3.3 共焦点外腔结构激光自混合干涉的实验 |
3.3.1 实验装置的构成 |
3.3.2 实验结果 |
3.4 本章小结 |
第四章 多路反馈外腔结构激光自混合干涉理论及实验 |
4.1 多路反馈外腔结构激光自混合干涉理论 |
4.1.1 光基本干涉理论 |
4.1.2 多路反馈外腔结构激光自混合干涉理论 |
4.2 多路反馈外腔结构激光自混合干涉的仿真分析 |
4.3 多路反馈外腔结构激光自混合干涉的实验 |
4.3.1 实验装置的构成 |
4.3.2 实验结果 |
4.4 本章小结 |
第五章 特殊外腔结构自混合干涉实验系统的设计与制作 |
5.1 共焦点外腔结构激光自混合干涉实验装置 |
5.2 多路反馈外腔结构激光自混合干涉实验装置 |
5.3 PZT的使用 |
5.4 信号采集系统 |
5.5 本章小结 |
第六章 结束语 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(10)气体激光模式及光学系统变换特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的历史背景 |
1.2 氦氖激光器国内外研究状况 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 本课题研究的主要究内容及章节安排 |
2 氦氖激光器的基本理论 |
2.1 氦氖激光器简介 |
2.2 氦氖激光器的结构类型 |
2.2.1 内腔式He-Ne激光器 |
2.2.2 外腔式He-Ne激光器 |
2.2.3 半外腔式He-Ne激光器 |
2.3 氦氖激光器的工作原理 |
2.3.1 氦氖的能级图 |
2.3.2 集居数反转的条件和激发过程 |
2.4 本章小结 |
3 激光的输出特性及模式分析 |
3.1 氦氖激光器的输出特性 |
3.1.1 He—Ne激光器的功率稳定性 |
3.1.2 影响激光输出特性的因素 |
3.1.3 氦氖激光器最佳放电条件 |
3.2 激光的模式 |
3.2.1 激光器的纵模 |
3.2.2 激光器的横模 |
3.3 光斑模式测量方法 |
3.4 激光输出特性及模式的实验研究 |
3.4.1 实验系统介绍 |
3.4.2 谐振腔参数与激光输出特性实验研究 |
3.4.3 激光模式实验测量及分析 |
3.5 影响激光模式振荡的因素 |
3.6 本章小结 |
4 激光束通过光学系统的变换 |
4.1 高斯光束 |
4.1.1 高斯光束的分布和传输特点 |
4.1.2 光波传播的理论分析 |
4.1.3 光线在共焦球面腔内传播规律 |
4.2 高斯光束传播及ABCD传输矩阵的构造 |
4.2.1 高斯光束经薄透镜的变换 |
4.2.2 高斯光束的q参数——ABCD公式 |
4.3 薄透镜对高斯光束变换的实验研究 |
4.3.1 实验组成器件 |
4.3.2 实验研究结果及理论分析 |
4.4 望远镜系统对高斯光束的扩束 |
4.4.1 实验组成器件 |
4.4.2 实验测量结果及理论分析 |
4.5 激光光束的质量分析 |
4.6 本章小结 |
5 总结 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
四、外腔式He-Ne激光器的调整方法(论文参考文献)
- [1]基于光纤激光器频率分裂的双折射测量方法研究[D]. 陈恺. 合肥工业大学, 2021(02)
- [2]基于He-Ne激光器双偏振的自混合干涉差分测量技术[D]. 程嘉健. 暨南大学, 2020(03)
- [3]激光回馈玻璃应力双折射测量系统的研究与设计[D]. 马响. 南通大学, 2020(08)
- [4]He-Ne激光束模式分析实验的研究[J]. 樊莉,沈君,王晓宇,夏长权,汪丽春. 物理教学探讨, 2019(12)
- [5]高精度激光自混合测量系统及LabVIEW实现[D]. 孙慧芳. 厦门大学, 2019(07)
- [6]激光自混合光栅干涉微纳米传感技术的研究[D]. 施立恒. 南京师范大学, 2019
- [7]多纵模激光器自混合传感系统及反馈因子测量新方法研究[D]. 周俊峰. 安徽大学, 2018(09)
- [8]激光自混合干涉的新型探测方法研究[D]. 陈俊雹. 南京师范大学, 2018(01)
- [9]基于特殊外腔结构自混合干涉理论的研究及实验观察[D]. 张雨. 南京信息工程大学, 2016(02)
- [10]气体激光模式及光学系统变换特性研究[D]. 宁静. 西安工业大学, 2016(02)