【摘 要】
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与大多数干涉仪类似,法布里—珀罗（Fabry-Perot,F-P）干涉仪作为一种典型的干涉仪因具有高分辨率、强灵活性和稳定性等特点,可以用于位移、应变、速度和温度等多种物理参数的测量。F-P干涉仪通常有两种结构,一种是镜面相互平行且镜面间距保持不变的结构,也叫做F-P标准具;另一种是镜面相互平行但镜面间距可以发生改变的结构,叫做可调谐F-P干涉仪。本文以F-P干涉仪两种结构为研究对象,搭建两种位移
【基金项目】
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黑龙江自然科学基金《近场原位纳米测量技术机理研究及测试》（项目号:LH2021F008）；
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与大多数干涉仪类似,法布里—珀罗（Fabry-Perot,F-P）干涉仪作为一种典型的干涉仪因具有高分辨率、强灵活性和稳定性等特点,可以用于位移、应变、速度和温度等多种物理参数的测量。F-P干涉仪通常有两种结构,一种是镜面相互平行且镜面间距保持不变的结构,也叫做F-P标准具;另一种是镜面相互平行但镜面间距可以发生改变的结构,叫做可调谐F-P干涉仪。本文以F-P干涉仪两种结构为研究对象,搭建两种位移测量系统,主要工作如下:1.首先,通过对F-P干涉理论的分析,推导了两种F-P干涉仪物理模型,分析F-P标准具的光谱透射特性和可调谐F-P干涉仪的位移测量原理,为F-P干涉位移测量提供理论支撑。2.其次,针对光反馈位移测量方案中系统容易受到电子噪声、背景光和电流波动等因素的影响,导致光反馈位移测量信号质量下降的问题,提出了基于F-P标准具的光反馈位移测量方案。该方案是在光反馈位移测量系统的外腔中放置F-P标准具,利用F-P标准具的光谱滤波特性,在光谱透射的陡峭边缘把频率调制映射到强度调制。通过实验证明,与传统的光反馈位移测量方案相比,提高了位移信号质量,增强了位移信号的振幅,减少了位移重构误差。3.最后,为了减少基于F-P标准具的光反馈位移测量方案中信号的解调步骤,采用正交干涉测量方法,提出了基于He-Ne激光器的正交偏振F-P干涉位移测量方案。该方案利用内镜式多层镀膜He-Ne激光器内部结构获得两路相位差为π/2的正交相移光束,在进行可调谐F-P干涉位移测量时可以获得两路互不干扰的干涉信号。通过对位移信号的解调处理,证明了该方案在位移信号的处理时减少了信号的解调步骤,同时,在位移测量过程中利用两路信号的相对超前和滞后还可以进行位移方向的辨别。
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