基于半導(dǎo)體激光器的自混合微振動(dòng)測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、激光自混合干涉效應(yīng)是指激光器的輸出光被外部物體反射或散射后，其中一部分光又反饋回激光器的諧振腔，這部分?jǐn)y帶外部物體信息的反饋光，與腔內(nèi)光場(chǎng)相混合后，調(diào)制激光器的輸出特性。與傳統(tǒng)干涉相比，自混合干涉僅有一個(gè)干涉通道，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，易準(zhǔn)直，受到越來越多的關(guān)注。半導(dǎo)體激光器作為B類激光器的一種，對(duì)自混合效應(yīng)的靈敏度高，較早被用于自混合干涉應(yīng)用方面的研究，目前，基于半導(dǎo)體激光器的自混合干涉技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于多個(gè)測(cè)量領(lǐng)域。
　　 本文闡

2、述了激光自混合干涉技術(shù)的研究背景，綜述了國(guó)內(nèi)外自混合干涉在理論和應(yīng)用方面的研究進(jìn)展，對(duì)自混合干涉相位調(diào)制的方法及研究現(xiàn)狀做了總結(jié)，并從理論分析和實(shí)驗(yàn)研究?jī)煞矫?，圍繞半導(dǎo)體激光器自混合測(cè)振和外腔相位調(diào)制展開了如下工作：
　　 基于三鏡腔理論模型，對(duì)不同頻率、不同振幅的正弦振動(dòng)對(duì)應(yīng)的自混合信號(hào)進(jìn)行了數(shù)值模擬，實(shí)驗(yàn)中觀察了相應(yīng)的信號(hào)波形，驗(yàn)證了振動(dòng)峰峰值小于半個(gè)激光波長(zhǎng)時(shí)，自混合信號(hào)的峰峰值和反饋物振幅之間的線性關(guān)系。搭建了基于該線性

3、關(guān)系原理的激光二極管自混合干涉微振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，采用不同的反饋面，對(duì)頻率和振幅分別作了測(cè)量，并對(duì)三種反饋面的測(cè)量結(jié)果做了比較和討論分析。
　　 在自混合干涉外腔引入相位調(diào)制，首先在理論上推導(dǎo)了基于自混合干涉外腔長(zhǎng)調(diào)制的快速傅里葉變換(FFT)相位解調(diào)原理，根據(jù)該原理，數(shù)值模擬研究了不同振幅的正弦振動(dòng)信息的重構(gòu)，振幅重構(gòu)誤差在納米量級(jí)，同時(shí)探討了振幅超過λ/8時(shí)，成功實(shí)現(xiàn)相位解包裹過程的條件。在實(shí)驗(yàn)中采用尾纖型半導(dǎo)體激光器作為光源，