宽频率可调谐的全光纤激光测振技术研究

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基于光学多普勒效应的外差激光测振方法具有高精度、非接触等优势。但是传统基于声光调制的外差激光测量系统光路复杂,测量距离短,而且声光调制器具有调制频率范围有限、单个声光调制器调制频率固定的缺陷。因此,本文研究了一种宽频率可调谐的全光纤激光测振技术。该技术使用双平行马赫曾德调制器系统来产生抑制中心载波的单边带信号作为参考光信号与测量光信号进行拍频,并根据光学多普勒频移原理实现非接触式振动测量。该技术具有精度高,测量范围动态可调,全频调制,振动方向可辨,光路简单等优点。利用保偏光纤传导光信号,可以实现远距离测量和数据传输,且不受外界电磁干扰,从而提高系统信噪比。该技术使用希尔伯特变换对获取到的电信号进行时频分析,根据光学多普勒移频公式和速度积分计算出振动状态,实现了随机振动测量。主要进行了以下几方面的研究工作:第一章阐述了课题的研究背景和意义,介绍了激光干涉测量技术的国内外研究现状,并对本文的主要内容进行了概述。第二章研究了激光测量技术的基本原理,分析了使用双平行马赫曾德调制器实现参考光移频的方法,设计了本文的激光测振系统的总体方案。第三章在马赫曾德调制器的直流偏置电压控制原理的基础上设计双平行马赫曾德调制器的直流偏置电压控制电路板。第四章根据设计的激光测振方案,选择和设计需要的硬件和软件环境,搭建系统原理样机。第五章设计实验验证方案,使用希尔伯特变换对采集到的拍频信号进行时频分析,实现了振动信号的复原。第六章对全文做出了总结,并针对本文中的不足提出了展望。
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