微位移传感器：基于F-P腔强度解调与一次谐波锁定技术

"基于F-P腔强度解调的微位移传感器" 本文介绍了一种基于法布里-珀罗(Fabry-Pérot, F-P)腔干涉原理和一次谐波腔长锁定技术的微位移传感器设计。该传感器利用F-P腔的干涉效应，通过动态锁定腔长变化，将微小的位移转换为可检测的光强变化，从而实现对微小位移的精确测量。在理论模型部分，文章详细解析了F-P腔的工作原理，以及如何通过一次谐波锁定技术保持腔长稳定，并且敏感于微小的变化。 在传感器设计中，F-P腔的初始腔长被锁定，当待测目标发生微位移时，腔长会随之改变，导致通过腔体的光强发生变化。这种强度解调方法允许系统直接、迅速地响应微位移，而无需复杂的信号处理。实验部分，研究者使用了高精度的压电陶瓷平移台(PZT)模拟实际物体的运动，以测试传感器性能。实验结果显示，该系统对于峰值在λ/4（λ为光波波长）以内、频率不超过400 Hz的微位移具有良好的测量效果。其频率误差小于0.5 Hz，测量精度达到了1纳米，这表明该传感器在微位移测量领域具有高精度和高灵敏度。 关键词涵盖了传感器技术的核心元素，包括法布里-珀罗干涉（F-P干涉）、微位移测量、强度解调以及腔长锁定技术。这些技术在现代光学、精密测量和工程领域有着广泛的应用，例如在纳米技术、生物医学检测、光学遥感以及精密机械等领域。 这项工作为微位移测量提供了一种新的解决方案，其基于F-P腔的强度解调设计结合一次谐波锁定技术，能够在高频范围内实现亚纳米级的测量精度，为微位移测量技术的进步做出了重要贡献。