基于激光自混合效應的傳感測量技術及應用研究.pdf

1、近年來，以激光自混合效應為核心的自混合干涉技術在激光測量領域迅速崛起，現(xiàn)已發(fā)展成為一種新型高分辨率高精度的傳感測量技術，鑒于它具有非接觸、結構緊湊、易于準直、性能穩(wěn)定、響應速度快等諸多優(yōu)點，該技術受到了國內外學者的廣泛青睞。目前，激光自混合效應的理論研究已日趨成熟，相關應用研究亦步入了多樣化、集成化和實用化的階段。
　　在半導體激光自混合干涉系統(tǒng)中，輸出激光到達目標物體表面會發(fā)生反射或散射作用，攜帶有外部目標物體運動狀態(tài)信息的部分

2、反饋光會再次返回激光器諧振腔中，對腔內激光的振幅、頻率及功率進行調制，由此形成激光自混合干涉效應。本文的主要工作是圍繞半導體激光器自混合效應通過理論分析、數(shù)值仿真、實驗研究等環(huán)節(jié)開展深入研究，進一步拓展自混合干涉技術在測量領域的應用。
　　本文首先回顧了激光自混合效應的研究背景，梳理并歸納了激光自混合理論研究的歷史發(fā)展進程及其應用研究現(xiàn)狀;接著從F-P三鏡腔模型出發(fā)闡明了激光自混合干涉的機理，經過詳細的公式推導建立了系統(tǒng)數(shù)學模型，

3、仿真分析了系統(tǒng)內各項參數(shù)及其影響;然后基于半導體激光器自混合效應設計搭建了高分辨率高精度傳感測量系統(tǒng)，對系統(tǒng)的每個組成部分做了具體說明;再應用搭建的激光自混合傳感測量系統(tǒng)實現(xiàn)透明光學材料的折射率測量，對比分析條紋計數(shù)法和頻率分析法這兩種信號處理方法;最后以人體心血管系統(tǒng)為研究對象，理論構建單路、多路測量系統(tǒng)，對自混合信號表征心血管系統(tǒng)生理病理信息開展探索性研究，并通過實際測量成功獲得了人體脈搏波信號。
　　本文提出的測量方法和實驗