高速高稳定光学延迟线装置：设计、误差分析与性能验证

本文主要探讨了一种高速高稳定性光学延迟线装置的设计与优化。基于渐开线原理的快速光学延迟线（FODL）是现代光电子学领域中的关键元件，它在许多应用中，如光通信、激光测距、光谱分析等，对扫描速度和延迟时间有着较高的需求。本文提出的新设计旨在提升这些性能指标。 首先，作者针对传统FODL存在的装配误差问题，提出了一个改进方案，该装置注重提高稳定性和减小误差。装配误差可能导致出射光束角度偏离以及光程差的变化，这会直接影响到系统的精度和稳定性。通过深入分析，作者着重研究了如何通过精确的装配工艺来抑制这些影响。 实验中，作者采用迈克耳孙干涉系统对新设计的光学延迟线装置进行了全面评估。实验结果显示，该装置表现出优异的性能，包括扫描频率高达100Hz，这意味着它可以在短时间内完成大量光路调整，这对于需要快速响应的应用至关重要。延迟时间达到了167.45ps，这是一个相当短的延迟时间，有助于提高系统的实时性和响应速度。延迟距离为50.06mm，显示了装置在空间上的灵活性。 此外，实验还验证了装置的平稳性和线性度，这是衡量延迟线性能的重要指标。平稳性误差仅为0.25%，这意味着在长时间使用下，光路的稳定性得到了有效保障。线性度误差为0.05%，这意味着当输入信号变化时，输出延迟的变化与输入信号的变化保持良好的线性关系，确保了系统的准确性。 这项工作不仅提升了光学延迟线装置的技术水平，还为实际应用提供了重要的技术支撑。对于那些需要高精度、高速度和高稳定性的光电子系统，这种高速高稳定性光学延迟线装置将发挥重要作用。未来的研究可能进一步探索如何优化设计，以适应更广泛的环境条件和应用场景，以满足日益增长的科研和工业需求。