半导体激光自混合干涉测振仪系统设计

"这篇论文详细探讨了激光自混合干涉测振仪的设计与应用，作者岳邦强、王鸣和张小元来自南京师范大学物理科学与技术学院江苏省光电技术重点实验室。该研究基于激光自混合干涉技术，创新性地将频率调制引入其中，实现了对振动物体的非接触式高精度测量。论文介绍了测振仪的工作原理、光学系统设计、调制与解调模块、信号采集与处理模块的构建，并强调了该仪器的小型化、低成本和易于准直的优势。此外，它能够测量高达50KHz的振动频率，包括非周期性振动，测量精度可达0.325μm。该测振仪主要利用激光的自混合干涉现象，通过三角波电流调制，采用DSP技术进行信号处理，降低了成本并提高了便携性。" 激光自混合干涉测振仪是一种先进的测量设备，其核心在于激光的自混合干涉效应。当半导体激光器发出的激光束的一部分反射回激光腔时，会形成自混合干涉，此干涉信号包含了被测量物体振动的信息。这种技术在振动、位移、速度和绝对距离的测量中有着广泛应用。 论文中提到的新型测振仪系统由光路系统和电路系统两部分构成。光路系统包括半导体激光器，其产生的激光由驱动电路驱动，照射到目标物体后反射回激光腔，产生自混合干涉。光电信号由光探测器捕获，然后经过硬件解调，转换成与振动相关联的信号。电路系统则涉及A/D转换和DSP（数字信号处理器）处理，通过A/D转换将模拟信号变为数字信号，再由DSP进行分析，以获取物体的振动频率、振幅和波形。 调制模块的设计引入了三角波电流调制，这种调制方式可以有效提取出振动信息，并且通过DSP技术，不仅降低了测振仪的制造成本，还使得整体结构更加简洁，便于携带。这种激光自混合干涉测振仪具有很高的振动频率测量范围，可以覆盖到50KHz，同时具备高精度，振动幅度测量误差小于0.325μm。 这项研究展示了激光自混合干涉技术在振动测量领域的创新应用，通过优化设计和引入现代电子技术，提高了测量性能，降低了设备成本，对相关领域的研究和技术发展具有重要意义。