一、Sinusoidal Phase-Modulating Fabry-Perot Interferometer for Angular Displacement Measurement（论文文献综述）
黄致远[1]（2021）在《VT-DBR激光器在透明介质结构测量的应用》文中指出浮法玻璃是当今世界生产效率最为高效、生产质量良好的平板玻璃生产方式之一。为了进一步优化浮法玻璃的生产效率,除了改进浮法玻璃的生产制造工艺外,还需要在浮法玻璃生产线的成型区域对玻璃厚度等重要参数进行长期实时的监测。尤其当浮法玻璃生产线开始对玻璃厚度进行转换时,对于玻璃厚度的实时监控显得极其重要。本文根据浮法玻璃生产行业的应用需求和现有技术的局限性,研制了一套基于游标调谐分布式布拉格反射（Vernier Tuned-Distributed Bragged Reflector,VT-DBR）激光器的白光干涉测量解调方法的非接触式厚度测量系统。通过对玻璃表面反射干涉激光信号的测量以及数据分析,实现了玻璃厚度的在线高精度测量。该技术的测量探头没有电气成分,位于玻璃表面高温区域之外即可实现玻璃厚度的测量,减少对探头冷却和高温保护措施的要求,适合于浮法玻璃生产线的热端应用。本文分析了玻璃测厚领域的国内外研究背景,讨论了几何光学测厚、激光干涉测厚、激光外差测厚和激光共焦测厚等多种激光检测方法,对比几种激光检测方法的优缺点后,选择基于波长移相的白光干涉测量作为本文的主要研究方法。VT-DBR激光器凭借其宽的波长调谐范围（>40 nm）、小的调谐间隔（pm）、短的波长切换时间（<20 ns）、快的调谐频率（k Hz）和低成本等优越特性,在众多光源中脱颖而出。本文利用Altium Designer对测厚系统进行硬件电路设计,其中包括激光器驱动电路、光电探测电路、模数采集电路、通信电路和温控电路;利用Quartus II编写测厚系统控制代码;利用Lab VIEW编写测厚系统的上位机控制程序。本文对系统功能进行了可行性验证实验,如激光器点亮实验、单波长稳定性实验、模数采集实验等等。实验结果表明,自研测厚系统具有良好的稳定性、实用性。本文利用测厚系统对厚度为2 mm、7 mm和12 mm的玻璃样品进行了静态与动态测厚实验,并于实验室已有的干涉光谱测量设备作了性能对比。实验结果表明该系统在技术性能和产品成本上都具有较大的竞争力,能够为提高浮法玻璃的生产效率发挥作用。本文还对一种三层结构样品进行了厚度测量,结果表明自研系统有能力完成对透明介质结构的测量。
盛启明[2]（2021）在《调频连续波激光干涉位移测量系统的研究》文中指出调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）激光干涉仪是一种新型相干测量仪器,能够实现非接触式的高精度位移测量,在高端装备制造领域有很好的应用前景。但是,现有的调频连续波位移测量系统采用频分复用方式实现多路测量会存在谐波串扰的问题。此外,系统采样率较低和信号处理算法较慢导致系统对动态目标的跟踪速度不高。因此,本文主要研究内容是实现空分复用的多路调频连续波干涉位移测量系统并进一步提高系统的测量速度。针对频分复用测量方式存在的谐波串扰问题,本文采用单光源空分复用方式设计了三通道位移测量系统。以DFB半导体激光器为光源,通过空分复用的方式搭建了三个法布里-珀罗干涉仪的探测光路,各测量光路相互独立,避免了谐波串扰影响。为提高信号处理速度,使用三个STM32F405芯片分别对三个通道的干涉拍频信号进行采样数据与处理。根据测量系统基本原理完成了硬件电路的设计与制作,在程序上采用软件同步采样控制方法和极值点相位解调算法实现了各独立通道的同步测量。针对现有系统采样率和算法鉴相速度较慢的问题,本文基于数字信号处理（Digital Signal Process,DSP）芯片设计了一种快速位移测量系统。搭建了单通道调频连续波干涉测量光路,使用采样率更高和信号处理速度更快的TMS320F28377芯片进行信号处理,编写了芯片外设驱动程序,通过多固定点峰值预测鉴相算法对拍频信号进行快速解算,提高了系统的信号处理速度,针对该算法进行方向优化,进一步提高了系统对动态目标的跟踪速度。搭建实验平台进行测试,结果表明,两台原理样机均能有效工作,其中,三通道位移测量系统原理样机对1 mm/s运动目标的同步性测量误差仅为0.46nm,DSP位移测量系统原理样机能够实现最高35KHz的调制频率,对动态目标的跟踪速度提高到15mm/s,两台原理样机在600mm动态测量范围内的位移测量结果的标准差均小于5nm,线性拟合系数在0.99997以上,表明测量系统具有较好的测量精度与线性度。实验结果证明本文设计的调频连续波激光干涉位移测量系统能够实现三通道同步位移测量且提高了系统对动态目标的跟踪速度。
冯嘉双[3]（2021）在《法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究》文中研究表明光纤法布里-珀罗传感器由于抗干扰、耐腐蚀、高稳定性等优点,被应用于各种领域中对温度、压力、应力等物理量进行检测,而光纤法布里-珀罗传感器在振动测量领域的应用,受到现有解调技术难以同时实现大动态范围、高精度和高速率这三种技术指标的限制。在现有解调技术中,双波长解调技术同时具有高速率和高精度的优点,最具潜力满足振动监测对解调技术的需求。论文深入探讨了光纤法布里-珀罗传感器双波长解调技术大动态解调范围的实现,主要研究内容有:1、研究了光纤法布里-珀罗传感器基本原理和现有的双波长解调技术的原理,研究限制现有双波长解调技术实现大动态范围解调的原因,提出将两束不同波长光信号结合为一束光信号进行解调的方案。2、基于所提出的方案在微分交叉乘算法的基础上进行研究,提出大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调算法,采用理论推导和仿真的方式研究双波长取值和解调范围的关系,并探讨了光信号带宽、初始腔长误差和噪声对算法的影响。3、基于双波长算法的特性构建了双波长解调系统,设计并完成系统的光路、电路和上位机部分。4、分别采用仿真和实验的方式对双波长算法进行了测试,依据测试结果分析研究了算法的解调性能。仿真和实验结果均表明,双波长微分交叉乘腔长解调算法可对法布里-珀罗传感器的大范围动态腔长进行解调,并且由实验结果可知,该算法可实现相对标准偏差小于0.0042%、分辨率小于15nm、均方根误差小于30nm的高精度解调,对该算法进行理论分析可知,该算法解调范围取决于算法中采用的两个波长的取值,两个波长的间隔越小动态解调范围越大,当两个波长大小分别为1553nm和1547nm时,可以实现100μm的动态腔长有效解调范围。基于上述研究内容,双波长微分交叉乘腔长解调法适用于大动态变化范围的光纤法布里-珀罗传感器腔长解调,并且具备高精度、高速率和大动态解调范围的优点,对于噪声监测和水声监测领域具备较高的应用价值。
韩园[4]（2021）在《FMCW激光干涉信号处理系统的研究》文中认为调频连续波（FMCW）激光干涉测量是一种高精度的相于探测技术,其具有非接触、可实现大动态范围测量的能力,可通过光程差和物理量的转换实现位移、温度、压力、应变等物理量的测量,被广泛应用于军工和现代光刻机制造领域。针对当前光纤位移测量技术中干涉信号分辨力不高、采样率较低、信号处理速度慢等问题,本文研制了一种基于高速ARM芯片的调频连续波激光干涉式位移测量信号处理系统,实现了非接触、高分辨力的纳米位移测量。本论文在对FMCW激光干涉测量技术进行了详细理论研究的基础上,研制了一种基于法布里-珀罗干涉结构的调频连续波激光干涉仪。首先利用DFB半导体激光器作为系统光源搭建测量光路,对激光器进行锯齿波调制,产生干涉拍频信号;然后选用主频为400MHz,ADC最大转换速率为4.5MSPS的STM32H743芯片作为核心处理器,对拍频信号进行高速采集和处理,并基于此处理器对调频连续波激光干涉信号处理系统进行软件平台开发和硬件电路设计;最后根据光学FMCW干涉形成的拍频信号特点,设计并编写拍频信号解调算法,利用光程差和相移之间的线性关系解调出位移量,实现非接触的纳米位移测量,并通过Qt平台进行可视化显示,完成了 FMCW信号处理系统的设计与搭建。为校验所研制的调频连续波激光干涉测量系统的可行性,搭建了相关的光学实验平台,对激光器的性能进行了实验测试,并制作了原理样机,获得了与光程差OPD相关联的拍频信号,最终通过与光电转换、数据采集以及信号处理等模块进行联合调试解调出位移值。实验结果表明,该激光干涉仪可以达到1nm的分辨力和32KHz的调制频率,在200～400mm的稳定性测量实验中,测量结果标准差小于3.3nm,在0～600mm范围内线性拟合系数在0.99998以上,整体测量系统具有结构简单、响应速度快、线性度良好、稳定性高等优点,在位移测量领域具有很大的应用潜力。
丛至诚[5]（2021）在《基于光纤干涉仪的位移测量及信号处理方法研究》文中研究表明光纤干涉仪在工业高精度测量中应用广泛,它具有装置简单、结构紧凑、分光聚光灵活、精度高等优点。利用光的干涉原理,求解干涉信号的相位,再计算光程差,从而实现引起光程差改变的物理量的间接测量,光纤干涉仪目前已应用于折射率、温度、位移、振动、加速度、压力测量等多个领域。为了提高位移测量分辨率、抗噪声干扰能力以及重构精度,对光纤干涉仪测量位移的结构和方法进行了改进。首先,针对传统单通道法布里-珀罗光纤干涉仪位移测量分辨率低的问题,提出了一种双通道差分型光纤干涉仪结构。该结构是利用单模光纤和耦合器组成的位移测量系统,耦合器输出端两臂连接准直镜头,照射在被测物体正反两侧形成差动结构。与传统结构相比,该结构位移测量分辨率提高了一倍,达到1/4光波波长,且整个系统受温度的干扰较小,有更高的位移重构精度。其次,针对大噪声环境下信号质量差以及位移重构精度低的问题,基于光纤干涉仪使用多重希尔伯特变换（Multiple Hilbert Transform,MHT）对调频信号进行位移重构。该方法利用马赫-曾德尔干涉仪作为边缘滤波器,使自混合干涉调幅信号转换为高信噪比的调频信号,然后根据调频信号的相位信息进行位移重构。与调幅信号相比,调频信号信噪比更大,且对于大噪声环境下的位移测量问题,使用调频信号进行位移重构可以获得更高的重构精度。最后,分别对两种方法进行了仿真分析和实验验证,结果表明两种方法都达到了提高位移测量精度的效果,为航空航天、汽车制造、芯片制造以及建筑安全等应用方向提供了新的位移测量方法。
樊奕辰[6]（2020）在《液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究》文中研究说明同步辐射光束线已经从高能量分辨发展到超高能量分辨,从微米聚焦到纳米聚焦,光束线的稳定性成为先进性能光束线的关键需求。对于硬X射线光束线,双晶单色器是核心设备,分光晶体的角度稳定性直接影响了聚焦光斑的位置稳定性以及出射光的能量及通量稳定性。本文结合上海光源工程实际,以液氮冷却双晶单色器为主要研究对象,发展了单色器运动参量及稳定性测试方法,研究了单色器工作波长在线检测技术,主要工作内容包括:研究了双晶衍射的理论基础,分析了双晶衍射角宽度、积分反射率、能量分辨率及输出通量等参数,讨论了双晶单色器稳定性对出射光束位置稳定性及出射光通量稳定性的影响。对比研究同步辐射领域常用的运动参量高精度检测技术,发展了适用于双晶单色器转角位移及其它运动参量的高精度检测方法并进行误差分析,可实现纳米量级线性位移检测分辨率以及亚微弧度量级转角位移检测分辨率,能够满足上海光源单色器运动参量的测试需求。以上海光源工程实际为例,简述了单色器转角运动机构、高差补偿运动机构、双晶平行性、切换重复性及劳厄晶体平移长直线导轨运动性能的常规测试方法及评价标准。发展了基于双频激光干涉仪的非接触式绝对角度稳定性测量方法,测角分辨率可达31 nrad,能够满足亚微弧度量级的绝对稳定性测试需求。将该方案成功应用于上海光源17 U单色器的工程维护,根据测试结果排查出振动原因,采取了更新隔振垫及更换水循环机组等措施,优化后实测单色器液氮循环状态下的稳定性提升了一个量级。该方案能够直接测量反射镜面或抛光晶面的稳定性情况,可以实现单色器稳定性的原位监测。发展了基于光纤式法布里-珀罗激光干涉仪的单色器双晶相对稳定性测试方法,标称测角分辨率高达～10-2nrad,重复精度20nrad,且适用于液氮低温及高真空环境,完全满足单色器稳定性的测试需求。应用该方案对上海光源自主研发的液氮冷却双晶单色器进行了不同工况下的稳定性测试,通过激振实验确定了双晶单色器的固有频率;分别对比了布拉格角5～15°,液氮流量3 L/min～4 L/min,液氮循环机组泵频在22Hz～40Hz范围内双晶单色器的稳定性情况;通过频谱分析确定了影响单色器稳定性的原因,为单色器优化提供了依据;测试结果表明,优化后上海光源自主研发的双晶单色器液氮循环状态1～1000Hz的稳定性<180nrad,长期稳定性<0.9μrad/5h RMS,均优于上海光源二期快速X光成像线站对单色器稳定性的需求。研究了单色器波长检测技术,以上海光源硬X射线通用谱学线站为例,对其单色器的双晶失谐情况进行了模拟,讨论了单色器二晶失谐范围-15″～15″的情况下,出射光束能量带宽、出射通量、光斑位置及形状的变化情况。依托于上海光源X光学测试线站,对单色器双晶失谐情况进行了在线检测,实测结果与模拟分析匹配,为在线监测单色器稳定性对出射光束的影响奠定了基础。本文以液氮冷却双晶单色器为主要研究对象,发展了单色器晶体绝对角度稳定性及双晶相对角度稳定性测试方法,并有效应用于上海光源单色器稳定性不同工况下的离线测试。文中所研究的测试方案均能应用于单色器稳定性的原位测试,以期实现离、在线测试结果的结合,深入了解单色器稳定性与出射光性能稳定性的关系。本文研究的内容对单色器设计优化及同步辐射光束线性能提升具有重要意义。
于亮[7]（2020）在《基于单光束干涉图像的三自由度超精密激光干涉测量方法》文中研究说明借助纳米坐标测量机实现介观尺度的超精密测控是高端装备制造和半导体工业等精密工程中的重大需求,推动着纳米计量国际研究前沿迈向原子尺度、毫米以上测程和三维测量,促使超精密坐标测量技术成为了高端装备制造和精密计量领域的战略制高点之一,这对激光干涉测量技术提出了三自由度同步测量和测量精度突破纳米指向皮米量级的极限挑战。相比于传统的多光束三自由度激光干涉测量方法,单光束三自由度激光干涉测量方法具有系统架构简单、勿需多光束平行度极端调控等优点,有望在多自由度超精密同步测量领域发挥重要作用。然而,现有单光束方法存在测量分辨力受限、周期非线性、解耦非线性和角度量程小等亟待解决的问题,无法满足下一代制造与计量技术对多自由度超精密测量的需求。针对上述问题,本文提出一种基于单光束干涉图像的三自由度超精密激光干涉测量方法,以实现位移、偏摆角和俯仰角的超精密同步测量。针对该方法,建立基于全程光线追迹的单光束波前零差干涉条纹数学模型、提出三自由度线性解耦方法实现高分辨力测量、提出三自由度误差分析与处理方法进行原理误差校正与周期非线性误差抑制。本文围绕所涉及的科学问题和关键技术进行深入的理论和实验研究,在测量分辨力、周期非线性、解耦非线性、角度量程等关键技术指标上取得突破,为实现亚原子尺度的三自由度超精密测量提供新方法,为新一代原子尺度的纳米坐标测量机提供核心技术方案。论文的主要研究工作介绍如下:（1）为解决单光束波前干涉条纹数学模型有欠完备的问题,提出一种基于全程光线追迹的单光束波前零差干涉条纹数学模型,为本文测量方法提供了理论基础和数学工具。该条纹模型针对激光从光源出发经镜组直至产生波前零差干涉条纹的完整光学过程进行光线追迹,一方面建立了位移、偏摆角和俯仰角三自由度信号映射到干涉条纹图像的数学描述,将相关的光学与几何参数均纳入其中、更具完备性;另一方面,给出了三自由度信号到空间干涉条纹的相位、x轴和y轴频率三个参数的映射关系,形成了本文基于条纹图像进行三自由度干涉测量的光学原理。仿真分析了三自由度信号对空间干涉条纹的影响及其规律,分析并阐释了光斑分离游走现象的成因及影响,定量描述了高斯光束球面波前引起的干涉条纹畸变。分析和仿真结果表明,该条纹模型准确表达了光线传播过程中各种光学与几何参数的影响,可将条纹模型欠完备所导致的10-5量级位移原理误差和10-4量级角度原理误差分别修正至亚皮米和亚纳弧度量级。（2）为解决单光束多自由度解耦中的分辨力受限、解耦非线性和角度量程小等问题,提出一种基于空间干涉条纹图像的三自由度信号线性解耦方法,实现了三自由度信号的高分辨力线性解耦运算。依据本文测量方法的光学原理,将三个条纹参数分离成三个独立的自变量,推导出三自由度信号的线性解耦运算公式,形成了一种基于条纹图像的三自由度线性解耦方法;通过采用傅里叶变换结合非线性最小二乘拟合、多行平均和直流屏蔽进行二维条纹分析,实现了三自由度信号的高分辨力线性解耦;依据实测条纹图像构建了一个解析表达的条纹信号模型,并对该理想条纹进行仿真解耦测量,从而优化了解耦算法性能,使其满足本文的三自由度超精密测量需求。分析和仿真结果表明,与现有同类方法相比,本文方法的测量分辨力提高了一个数量级,角度量程提高了至少一个数量级,原理上消除了微弧度量级的解耦非线性误差。（3）为解决现有方法中三自由度误差分析与处理方法欠缺的问题,提出一种单光束三自由度误差分析与处理方法,实现了三自由度原理误差校正和周期非线性误差抑制。采用本文条纹模型和三自由度线性解耦方法,针对干涉条纹的产生及其解耦运算这一完整物理过程进行三自由度仿真测量。依据该仿真测量,一方面分析各自由度原理误差和三自由度耦合误差,给出其校正公式或补偿曲线,形成了一种三自由度原理误差分析与校正方法;另一方面,借助多重反射干涉背景图像分析三自由度周期非线性误差的来源、作用机理和变化规律,针对不同类型的背景图像提出相应的抑制方法,这形成了一种三自由度周期非线性误差分析与抑制方法。这些工作提供了一种三自由度误差分析与处理方法,有效地减小了本文测量方法的三自由度原理误差和周期非线性误差。分析和仿真结果表明,三自由度原理误差可校正至亚皮米和亚纳弧度量级,周期非线性误差的来源是多重反射、可被有效抑制。（4）采用10位工业相机实现了本文方法的实验装置和原理样机,验证了本文方法及其理论分析和仿真结果。其中,原理样机与PTB二维空间角度基准SAAC进行了比对校准,类似实验在国际上尚属首次。根据实验结果,装置的噪声优于5pm/（?）和5nrad/（?）（1 Hz以上频段）,分辨力优于80 pm和80 nrad,这基本达到了本文采用的10位工业相机所能达到的物理极限;三自由度周期非线性误差仅来源于多重反射,可从纳米和微弧度量级抑制到20 pm和0.2μrad以下;角度测量范围在距离为0.4 m处即超过1 mrad’1 mrad。上述关键技术指标均实现了突破,明显优于现有同类方法的研究成果、处于本领域国际前沿。另外,应用本文成果与PTB和德国公司合作研发了三自由度激光干涉仪和桌面式纳米坐标测量机的样机,目前在国际市场上尚无同等水平的纳米坐标测量机产品。
杨洋[8]（2020）在《光纤F-P干涉传感器高分辨动态解调技术及应用研究》文中进行了进一步梳理光纤法布里-珀罗（F-P）传感器凭借其抗电磁干扰、电绝缘、灵敏度高、本质安全、分辨率高等特点,被认为具有广泛的工业应用前景。光纤F-P传感器的高分辨率动态解调技术对存在明显的振动干扰下的结构倾斜监测,航空涡轮发动机、核潜艇发动机以及核反应堆的动态应变监测具有至关重要的作用。本文主要对光纤F-P腔长的高分辨率动态解调技术及其在倾斜和应变动态测量方面的应用进行了深入的研究,对光纤F-P传感器的高速高分辨率稳定的测量工作具有重要意义。本论文的主要工作如下:针对目前光纤F-P腔全相位解调方法容易产生跳模的问题,对基于Buneman频率估计和全相位的F-P腔长解调算法的原理进行了深入的研究,分析了其跳模产生的原因和影响因素,在此基础上,采用干涉信号频谱和相位谱的直接读取法获得干涉条纹周期数和相位,并用干涉光谱初相位的预估计补偿技术,降低了因Buneman频率估计误差以及初相位漂移对跳模的影响,实现了 70 kHz的解调速率和0.027 nm的腔长解调分辨率。针对低光谱分辨率下FBG解调困难的问题,提出了一种基于Buneman频率估计公式的FBG中心波长动态解调方法。该方法在2 kHz的光谱采集速率以及0.156 nm光谱分辨率条件下,获得了 0.048 pm的FBG中心波长解调分辨率。面对振动干扰下倾斜测量困难的问题,设计了一种基于竖直悬臂梁结构的光纤F-P倾斜传感器,采用改进的F-P动态解调算法和高速光谱仪得到实时腔长信号,并从中分离出与倾角有关的直流量,实现在振动环境中的倾斜测量。该传感器在±1.048°的倾角范围实现了 0.01 "的静态倾角分辨率;存在振动情况下仍能得到0.91 "的动态倾角分辨率。为了实现倾斜与振动加速度双参量的同时测量,本文还设计了一种基于单摆结构的光纤F-P振动倾斜双参量传感器,采用轻柔、机械强度高和温度不敏感的碳纤维绳作为摆绳,凭借单摆模态较为单一的振动特性,利用实时解调的绝对腔长信号直流与交流信号的分离以及对振动频响曲线的非线性拟合实现了倾斜角度与振动加速度幅值的同时测量。提出了一种瑞利散射增强本征光纤F-P干涉（REIFPI）用于动态应变测量的方案,REIFPI由飞秒激光脉冲在纤芯上写入的纳米光栅缺陷构成。利用改进的F-P动态解调技术,实现了 800℃高温环境下动态应变检测,且应变测量分辨率达到0.6 με,解决了高温环境中振动测量的难题。
耿宇涵[9]（2020）在《基于激光自混合干涉的关节电机转速传感设计》文中认为物联网、机器学习快速发展的浪潮奔涌,同时推动着各类服务型、协作型机器人研究工作的前进,以满足如监控、医疗、搬运等人类生活以及工业生产的需求。由于机器人动作的核心是关节电机测控,高精度高分辨率的检测即成为使机器人精密准确运行的重要环节。所以在同时考虑分辨率、成本以及精度等因素的情况下,对关节电机中常见的速度传感装置为光电编码器,以及常用的测速方法如霍尔式、磁电式和测速发电机进行综合对比后,本文采用激光自混合干涉（SMI）进行关节电机转速传感,此方式具有光路简单,结构紧凑成本低的优点,且由于在分辨率方面的突出特点,在应用于关节电机转动的角速度传感方面具有显着优势。本论文结合SMI技术实现高分辨率的关节电机转速测量,主要内容如下:首先,结合当前应用广泛的电机转速测量方法的原理进行分析,与本文采用的SMI方法进行比较,充分证明了该方法的分辨率以及精度方面的优势。之后在结合SMI进行电机转速测量的理论分析的过程中,在法布里-珀罗腔的基础上,运用三镜腔的理论对SMI进行数学模型分析,最终得到SMI光信号输出的功率方程和频率方程,并进一步推导出包含在光信号中的速度信息。然后,为了使自混合信号得到有效增强,以达到强化反馈光信号的目的,提出了设置分束器作为预反馈镜的装置改进方法。该方法基于三镜腔理论进一步推导可得到具备预反馈镜的四镜腔模型,从理论分析方面证明了其可行性。在进一步的实验过程中,分别从信号的增强幅度以及信噪比方面评估了该方法的增强效果,并验证了该方法进行关节电机转速测量的准确性,且相较于现有成果本方法充分保留了SMI结构简单紧凑成本低的优势。最后,为了解决求解速度过程中对入射角大小的依赖问题,提出了双光速度检测方法。通过理论分析得到了角速度和两频移之和成正比的结论后,在进一步的实验验证过程中,证实了该方法进行关节电机转速测量的可行性。且相比较于相交光多普勒速度测量,该方法无需确定交点是否恰好位于转盘待测位置上,从根本上解决了对角度的依赖。该方法可以有效的应用于关节电机转动时的角速度传感。
王美玲[10]（2020）在《光纤MOEMS超声传感器的研究及应用》文中认为本论文研究了一种基于法布里-珀罗干涉结构的光纤MOEMS超声传感器,该传感结构是将MOEMS技术与光纤超声传感技术相结合。在超声波信号检测中表现出灵敏度高、信噪比大、频带宽和一致性好等优势,本论文研究为工程应用中超声无源在线监测提供了一种新的技术手段。首先,论文对基于不同结构的光纤超声传感技术进行分析和研究,明确了干涉型光纤超声传感的结构优势。对MOEMS技术的发展、工艺和应用进行介绍,为MOEMS技术应用到光纤超声传感器的制作中提供了支撑。开展了对氮化硅材料特性进行研究,由于该材料具有较高的弹性模量、优异的尺寸稳定性、耐腐蚀性和无磁性等优点,因此作为本文研究声压敏感材料。论本文在干涉型传感器的结构基础上,对膜片结构进行优化设计,以减少残余应力对其声压响应灵敏度的限制。通过对该种膜片结构进行有限元仿真,设计了一种环状波纹结构,该结构可以显着提升膜片中心传感区域在声压作用下的位移量,并通过实验证明了该结构可以提高超声传感的响应灵敏度。其次,本文开展了基于光纤MOEMS超声传感器的性能研究,研究了传感器时域响应特性、频域响应带宽、信噪比方向性、响应线性度等主要参数指标。通过对多种环状薄膜结构的对比实验测试,最终获得了基于该超声传感器最优化的膜片结构参数:其膜片厚度为400nm、,波纹环数为1环。最后,本文针对该光纤MOEMS超声传感器在局部放电信号检测中的应用,开展了实验研究。实验中,通过与商用电学传感器进行对比测试。从检测结果可知,该光纤MOEMS超声传感器可实现的声压灵敏度为1.76?105 V/Pa,远高于参考电学传感器的1V/Pa,最小探测声压为2.66?PaHz-1/2,频率响应带宽为20kHz-470kHz,可以满足局部放电检测对频率带宽的要求。因此,本文所研究的光纤MOEMS超声传感器在电缆触头、变压器等电力设备局部放电的在线监测领域具有较好的应用潜力。
二、Sinusoidal Phase-Modulating Fabry-Perot Interferometer for Angular Displacement Measurement（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Sinusoidal Phase-Modulating Fabry-Perot Interferometer for Angular Displacement Measurement（论文提纲范文）
（1）VT-DBR激光器在透明介质结构测量的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及来源 |
| 1.2 在线玻璃光学测厚技术玻璃厚度测量方法 |
| 1.2.1 机械测厚方法 |
| 1.2.2 几何光学测厚方法 |
| 1.2.3 激光干涉测厚方法 |
| 1.3 在线玻璃光学测厚技术国内外研究发展现状 |
| 1.4 可调谐半导体激光器研究发展现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 白光干涉厚度测量系统原理 |
| 2.1 VT-DBR激光器原理 |
| 2.1.1 半导体激光器工作原理 |
| 2.1.2 Vernier调谐原理 |
| 2.1.3 VT-DBR激光器工作原理 |
| 2.2 基于波长移相的白光干涉测厚原理 |
| 2.2.1 基于波长移相的白光干涉测厚模型 |
| 2.2.2 基于波长移相的白光干涉解调技术 |
| 3 白光干涉厚度测量系统搭建 |
| 3.1 白光干涉厚度测量系统设计 |
| 3.2 被动光学系统设计 |
| 3.3 硬件系统设计 |
| 3.3.1 FPGA选型及配置电路 |
| 3.3.2 激光器驱动电路 |
| 3.3.3 自动温控电路 |
| 3.3.4 数据采集电路 |
| 3.3.5 数据传输电路 |
| 3.3.6 系统PCB设计 |
| 3.4 软件系统设计 |
| 3.4.1 VT-DBR激光器波长-电流查询 |
| 3.4.2 白光干涉厚度解调 |
| 3.5 软硬件系统测试 |
| 3.5.1 VT-DBR激光器长期稳定性测试 |
| 3.5.2 数据采集及上传测试 |
| 3.5.3 温度控制测试 |
| 4 白光干涉厚度测量系统实验 |
| 4.1 实验流程 |
| 4.2 样品厚度测量 |
| 4.2.1 2mm玻璃样品 |
| 4.2.2 7mm玻璃样品 |
| 4.2.3 12mm玻璃样品 |
| 4.2.4 多层结构样品 |
| 4.3 测量系统对比 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）调频连续波激光干涉位移测量系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与目的 |
| 1.2 激光干涉位移测量技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光干涉仪的研究现状 |
| 1.2.2 多通道调频连续波干涉测量的研究现状 |
| 1.2.3 干涉信号处理技术的研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 2 调频连续波激光干涉位移测量原理 |
| 2.1 光学调频连续波干涉原理 |
| 2.1.1 锯齿波光学干涉 |
| 2.1.2 法布里-珀罗FMCW干涉仪 |
| 2.2 位移测量原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 三通道位移测量系统的光路及软硬件设计 |
| 3.1 空分复用测量光路 |
| 3.2 测量系统硬件电路设计 |
| 3.2.1 系统电源电路 |
| 3.2.2 激光器驱动电路 |
| 3.2.3 信号采集电路 |
| 3.2.4 激光器温控电路 |
| 3.2.5 串口通信电路 |
| 3.2.6 按键电路 |
| 3.2.7 主控电路PCB设计 |
| 3.3 测量系统信号处理程序 |
| 3.3.1 主程序设计 |
| 3.3.2 拍频信号相位检测算法 |
| 3.3.3 液晶屏驱动程序 |
| 3.3.4 同步采样控制策略 |
| 3.4 原理样机制作 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于DSP芯片的位移测量系统软硬件设计 |
| 4.1 总体研究方案 |
| 4.1.1 信号处理芯片选型 |
| 4.1.2 位移测量系统架构 |
| 4.2 测量光路搭建 |
| 4.2.1 单通道测量光路 |
| 4.2.2 光纤探头制作 |
| 4.3 测量系统硬件电路设计 |
| 4.3.1 芯片核心电路 |
| 4.3.2 系统电源电路 |
| 4.3.3 主控电路板 |
| 4.3.4 光学器件电路板 |
| 4.4 芯片外设驱动程序设计 |
| 4.4.1 配置定时器 |
| 4.4.2 配置DMA |
| 4.4.3 调制信号输出 |
| 4.4.4 拍频信号采集 |
| 4.4.5 串口通信 |
| 4.5 基于峰值预测的拍频信号处理算法 |
| 4.5.1 查找极值点 |
| 4.5.2 固定点峰值预测鉴相算法 |
| 4.5.3 构造反余弦函数查找表 |
| 4.5.4 相位周期累计 |
| 4.5.5 算法实现 |
| 4.5.6 单一运动方向的算法优化 |
| 4.6 原理样机制作 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 调频连续波位移测量系统上位机软件开发 |
| 5.1 前端界面开发 |
| 5.2 逻辑程序开发 |
| 5.3 上位机软件功能测试 |
| 5.3.1 串口通信测试 |
| 5.3.2 数据显示与绘图测试 |
| 5.3.3 文件存储测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 调频连续波激光干涉位移测量实验与分析 |
| 6.1 原理样机功能测试 |
| 6.1.1 驱动电路测试 |
| 6.1.2 信号采集电路测试 |
| 6.1.3 温控电路测试 |
| 6.1.4 激光器中心波长测量 |
| 6.2 三通道位移测量系统实验 |
| 6.2.1 实验平台搭建 |
| 6.2.2 同步性测试 |
| 6.2.3 位移测试 |
| 6.2.4 稳定性测试 |
| 6.2.5 线性度测试 |
| 6.3 基于DSP的位移测量系统实验 |
| 6.3.1 鉴相算法测试 |
| 6.3.2 稳定性测试 |
| 6.3.3 位移测试 |
| 6.3.4 线性度测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 创新点说明 |
| 7.3 存在的问题与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 双波长解调技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 单波长双腔正交解调技术研究现状 |
| 1.2.2 偏振双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.3 相位正交双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.4 时域分离双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.5 载波双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.6 微分交叉乘双波长解调技术研究现状 |
| 1.2.7 差分双波长光强度比双波长解调技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 OFFPS工作原理及其解调方法研究 |
| 2.1 法布里-珀罗干涉原理 |
| 2.2 OFFPS工作原理 |
| 2.3 OFFPS单波长解调技术 |
| 2.3.1 传统单波长解调技术 |
| 2.3.2 单波长双腔正交解调技术 |
| 2.4 OFFPS双波长解调技术 |
| 2.4.1 双波长解调光路 |
| 2.4.2 双波长解调算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调技术及其研究 |
| 3.1 双波长微分交叉乘腔长解调法 |
| 3.2 双波长取值和解调范围的关系 |
| 3.2.1 双波长取值对解调范围的影响 |
| 3.2.2 待解调范围对双波长取值的影响 |
| 3.3 光信号的带宽对解调的影响 |
| 3.4 初始腔长误差对解调的影响 |
| 3.4.1 初始腔长误差对解调结果的影响 |
| 3.4.2 最小均方差法解调技术 |
| 3.5 噪声对于解调的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 双波长解调系统构建及其研究 |
| 4.1 OFFPS解调系统总体方案 |
| 4.2 光路部分 |
| 4.2.1 双波长光路设计 |
| 4.2.2 器件选型 |
| 4.3 电路部分 |
| 4.3.1 电源模块 |
| 4.3.2 光电采集模块 |
| 4.3.3 最小系统模块 |
| 4.3.4 电路实物 |
| 4.4 上位机部分 |
| 4.4.1 滤波处理 |
| 4.4.2 归一化处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 大动态解调范围双波长微分交叉乘腔长解调技术性能验证 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.2 实验装置搭建 |
| 5.2.1 压电陶瓷促动器及其控制器 |
| 5.2.2 信号发生器 |
| 5.2.3 精密定位器 |
| 5.3 实验步骤 |
| 5.4 微分交叉乘腔长解调技术仿真验证 |
| 5.4.1 仿真模型 |
| 5.4.2 腔长解调实验仿真 |
| 5.5 微分交叉乘腔长解调技术实验验证 |
| 5.5.1 初始腔长对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.2 振幅对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.3 频率对双波长解调的影响实验 |
| 5.5.4 重复性实验 |
| 5.5.5 实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（4）FMCW激光干涉信号处理系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 位移测量研究现状 |
| 1.2.2 FMCW激光干涉技术发展现状 |
| 1.2.3 干涉信号处理方法研究现状 |
| 1.3 论文组织架构 |
| 2 FMCW激光干涉仪信号处理系统总体方案设计 |
| 2.1 光学调频连续波干涉 |
| 2.1.1 FMCW干涉测量原理 |
| 2.1.2 锯齿波FMCW激光干涉位移测量原理 |
| 2.2 调频连续波激光干涉仪总体设计框架 |
| 2.3 调频连续波激光干涉仪信号处理系统 |
| 2.3.1 信号处理系统设计 |
| 2.3.2 光学元件选型 |
| 2.3.3 核心处理器芯片选型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 FMCW信号处理系统软硬件设计 |
| 3.1 硬件设计 |
| 3.1.1 调频连续波激光干涉仪电源电路设计 |
| 3.1.2 系统温控电路设计 |
| 3.1.3 DFB半导体激光器驱动电路设计 |
| 3.1.4 光电转换电路设计 |
| 3.1.5 STM32H743信号处理最小系统电路设计 |
| 3.1.6 四层PCB硬件电路板设计 |
| 3.2 软件设计 |
| 3.2.1 驱动电流DA模块 |
| 3.2.2 高速数据采集AD模块 |
| 3.2.3 串口通信模块 |
| 3.2.4 按键与屏显模块 |
| 3.2.5 上位机QT设计 |
| 3.3 FMCW激光干涉仪原理样机搭建 |
| 3.3.1 光纤探头设计 |
| 3.3.2 原理样机搭建 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 FMCW信号处理系统干涉信号解调算法设计 |
| 4.1 干涉信号幅值矫正算法 |
| 4.2 干涉拍频信号滤波算法 |
| 4.3 干涉信号极值点定位算法 |
| 4.4 干涉信号鉴相算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 FMCW信号处理系统实验验证与分析 |
| 5.1 信号处理系统软硬件模块测试实验 |
| 5.1.1 调制信号波形输出测试 |
| 5.1.2 拍频信号波形输出测试 |
| 5.1.3 串口通信测试 |
| 5.1.4 屏幕显示与按键测试 |
| 5.1.5 上位机功能测试 |
| 5.2 DFB激光器性能测试实验 |
| 5.3 干涉信号鉴相算法性能测试实验 |
| 5.4 固定点位移漂移量实验验证与分析 |
| 5.5 运动目标位移测量实验验证与分析 |
| 5.5.1 稳定性实验 |
| 5.5.2 线性度实验 |
| 5.6 误差分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（5）基于光纤干涉仪的位移测量及信号处理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 位移测量研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文安排 |
| 第二章 激光位移测量的基本理论与方法 |
| 2.1 光波干涉的原理 |
| 2.2 位移测量的基本方法 |
| 2.2.1 法布里-珀罗(F-P)干涉测量 |
| 2.2.2 零差干涉测量 |
| 2.2.3 外差干涉测量 |
| 2.2.4 自混合干涉测量 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 双通道差动型光纤干涉仪微位移测量及信号处理方法研究 |
| 3.1 单通道F-P光纤干涉仪微位移测量 |
| 3.1.1 测量原理 |
| 3.1.2 数值模拟及仿真分析 |
| 3.1.3 实验装置 |
| 3.1.4 实验结果及分析 |
| 3.2 双通道差动型光纤干涉仪微位移测量 |
| 3.2.1 测量原理 |
| 3.2.2 数值模拟及仿真分析 |
| 3.2.3 实验装置 |
| 3.2.4 实验结果及分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于自混合干涉的调频信号位移重构方法研究 |
| 4.1 测量原理与重构方法 |
| 4.2 数值模拟及仿真分析 |
| 4.3 实验装置 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（6）液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 同步辐射简介 |
| 1.1.1 同步辐射装置的特性及发展 |
| 1.1.2 同步辐射光束线概述 |
| 1.1.3 上海光源简介及束线建设需求 |
| 1.2 同步辐射束线光学 |
| 1.2.1 同步辐射聚焦光学 |
| 1.2.2 同步辐射单色器 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 双晶单色器物理及组成 |
| 2.1 晶体衍射运动学理论 |
| 2.1.1 晶体的点阵结构 |
| 2.1.2 劳厄衍射与布拉格衍射 |
| 2.1.3 晶体衍射基本参数 |
| 2.2 (+n,-n)消色散型双晶单色器 |
| 2.3 双晶稳定性对出射光束的影响 |
| 2.4 双晶单色器稳定性研究现状 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 运动参量的高精度检测方法及误差分析 |
| 3.1 运动参量的高精度检测技术 |
| 3.2 单色器转角位移的高精度检测技术 |
| 3.2.1 晶体绝对稳定性测试方案 |
| 3.2.2 双晶相对稳定性测试方案 |
| 3.3 双晶单色器主要运动参量的测试 |
| 3.3.1 单色器转角机构运动性能测试 |
| 3.3.2 单色器高差补偿机构运动性能测试 |
| 3.3.3 单色器双轴转动同步精度测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 液氮冷却双晶单色器稳定性测试 |
| 4.1 稳定性分析算法基础 |
| 4.2 晶体绝对稳定性测试 |
| 4.2.1 实验平台搭建 |
| 4.2.2 测试系统的误差分析 |
| 4.2.3 结果与讨论 |
| 4.3 双晶相对稳定性测试 |
| 4.3.1 实验设置 |
| 4.3.2 测试系统的误差分析 |
| 4.3.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 单色器工作波长检测技术的研究 |
| 5.1 衍射光束特性的表征方法 |
| 5.2 光束带宽测量的DuMond图解 |
| 5.3 单色器双晶失谐的模拟分析 |
| 5.4 双晶失谐的在线检测 |
| 5.5 单色器双晶失谐过程的高分辨检测 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）基于单光束干涉图像的三自由度超精密激光干涉测量方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 三自由度激光干涉测量方法的研究现状 |
| 1.2.1 平行光束干涉测量方法 |
| 1.2.2 差分波前干涉测量方法 |
| 1.2.3 改进型泰曼-格林干涉测量方法 |
| 1.3 本领域的主要科学问题和关键技术问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 单光束波前零差干涉原理及其条纹数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单光束波前零差干涉测量原理 |
| 2.3 基于平面波的干涉条纹模型及分析 |
| 2.3.1 二维平面内的干涉条纹建模 |
| 2.3.2 平面波模型下的原理误差分析 |
| 2.3.3 三维空间中的干涉条纹建模和条纹特性分析 |
| 2.4 基于高斯光束的干涉条纹建模和条纹特性分析 |
| 2.4.1 高斯光束干涉条纹建模 |
| 2.4.2 干涉条纹特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 空间干涉条纹信号解耦方法及算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 信号解耦方法及算法的提出和优化 |
| 3.2.1 三自由度线性解耦方法 |
| 3.2.2 干涉条纹信号的解析表达 |
| 3.2.3 信号处理算法基本原理 |
| 3.2.4 三点抛物线拟合算法及分析 |
| 3.2.5 多点高斯拟合算法及分析 |
| 3.3 解耦算法频率(角度)计算特性分析 |
| 3.3.1 频率(角度)计算分辨力 |
| 3.3.2 频率(角度)计算范围与精度 |
| 3.4 解耦算法相位(位移)计算特性分析 |
| 3.4.1 相位(位移)计算分辨力 |
| 3.4.2 相位(位移)计算精度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单光束波前干涉三自由度误差分析与处理方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测量范围分析与优化 |
| 4.2.1 角度测量范围的基本限制 |
| 4.2.2 角度测量范围 |
| 4.2.3 位移测量范围 |
| 4.3 单个自由度的原理误差 |
| 4.3.1 角度原理误差 |
| 4.3.2 角度比例因子误差及其校正 |
| 4.3.3 位移原理误差及其校正 |
| 4.4 三个自由度之间的耦合误差 |
| 4.4.1 角度之间的耦合误差 |
| 4.4.2 角度与位移之间的耦合误差 |
| 4.5 系统测量分辨力 |
| 4.6 周期非线性误差分析与抑制 |
| 4.6.1 周期非线性误差源分析 |
| 4.6.2 条纹状背景图像及其抑制 |
| 4.6.3 同心环状背景图像及其抑制 |
| 4.6.4 周期非线性误差的定量分析 |
| 4.6.5 周期非线性误差的频谱分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 实验与结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 噪声与分辨力测试 |
| 5.2.1 噪声水平测试 |
| 5.2.2 台阶分辨力测试 |
| 5.3 稳定性测试 |
| 5.4 周期非线性误差实验 |
| 5.4.1 典型的周期非线性 |
| 5.4.2 周期非线性误差的提取 |
| 5.4.3 周期非线性误差的抑制 |
| 5.4.4 角度变化引入的周期非线性 |
| 5.5 二维空间角度校准实验 |
| 5.5.1 原理样机校准实验装置 |
| 5.5.2 角度比例因子修正 |
| 5.5.3 二维空间角度的周期非线性 |
| 5.6 成果转化应用实例 |
| 5.6.1 三自由度干涉仪演示样机 |
| 5.6.2 桌面式纳米坐标测量机原型机 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）光纤F-P干涉传感器高分辨动态解调技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光纤F-P传感器解调算法国内外研究现状 |
| 1.2.1 强度解调 |
| 1.2.2 相位解调 |
| 1.3 光纤倾斜传感器的国内外研究现状 |
| 1.3.1 光纤FBG倾斜传感器 |
| 1.3.2 干涉型光纤倾斜传感器 |
| 1.3.3 多参量光纤倾斜传感器 |
| 1.4 光纤振动传感器的国内外研究现状 |
| 1.4.1 强度检测型光纤振动传感器 |
| 1.4.2 干涉型光纤振动传感器 |
| 1.4.3 光纤FBG振动传感器 |
| 1.4.4 应对高温环境的光纤振动传感器 |
| 1.5 本文主要研究思路 |
| 2 光纤法布里-珀罗干涉传感原理 |
| 2.1 光学法布里-珀罗干涉仪原理 |
| 2.2 非本征光纤法布里-珀罗干涉(EFPI)原理与干涉对比度 |
| 2.2.1 空气介质EFPI干涉腔中基模光场模场半径与传播距离的关系 |
| 2.2.2 光纤EFPI双光束干涉原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高分辨率高速动态测量绝对腔长解调算法 |
| 3.1 解调算法原理 |
| 3.1.1 基于光谱解析信号的离散傅里叶变换腔长解调 |
| 3.1.2 Buneman频率估计 |
| 3.1.3 改进的Buneman频率估计与全相位结合解调方法 |
| 3.2 解调方法性能分析 |
| 3.2.1 光程差解调动态范围 |
| 3.2.2 光程差解调分辨率 |
| 3.2.3 跳模的抑制 |
| 3.2.4 解调速率 |
| 3.3 实验装置 |
| 3.3.1 传感器解调系统构成 |
| 3.3.2 解调算法性能验证的实验装置 |
| 3.4 解调算法性能评估 |
| 3.4.1 腔长解调动态范围测量 |
| 3.4.2 腔长解调分辨率测量 |
| 3.4.3 解调结果跳变的抑制的测试 |
| 3.4.4 解调速率测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于改进的Buneman频率估计公式的FBG快速解调算法 |
| 4.1 FBG解调算法概述 |
| 4.2 基于Buneman频率估计公式的FBG动态解调算法原理 |
| 4.3 BBWE-FBG解调方法的实验验证 |
| 4.3.1 FBG样品的制备 |
| 4.3.2 验证BBWE-FBG解调方法的实验装置 |
| 4.4 BBWE-FBG解调方法的改进与实验验证 |
| 4.4.1 BBWE-FBG解调方法的改进 |
| 4.4.2 改进的BBWE-FBG解调方法的FBG静态应变测量实验 |
| 4.4.3 改进的BBWE-FBG解调方法的解调分辨率 |
| 4.4.4 改进的BBWE-FBG解调方法的动态测量性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 光纤F-P倾斜传感器动态测量研究 |
| 5.1 光纤F-P倾斜传感器动态测量概述 |
| 5.2 基于竖直悬臂梁的动态测量光纤F-P倾斜传感器 |
| 5.2.1 基于竖直悬臂梁的动态测量光纤F-P倾斜传感器设计 |
| 5.2.2 基于竖直悬臂梁的动态光纤F-P倾斜传感器实验装置 |
| 5.2.3 基于竖直悬臂梁的动态光纤F-P倾斜传感器动态测量性能测试 |
| 5.3 基于单摆结构的光纤F-P倾斜振动双参量传感器的研究 |
| 5.3.1 基于单摆结构的光纤F-P倾斜振动双参量传感器设计 |
| 5.3.2 基于单摆结构的光纤倾斜振动双参量传感器实验装置 |
| 5.3.3 基于碳纤维绳的光纤倾斜振动双参量传感器性能指标测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于飞秒激光直写技术的光纤IFPI在动态应变测量的研究 |
| 6.1 基于飞秒激光直写技术的光纤IFPI概述 |
| 6.2 基于飞秒激光直写技术光纤REIFPI原理 |
| 6.2.1 飞秒激光材料改性与纳米光栅缺陷形成的机理 |
| 6.2.2 基于飞秒激光直写技术的REIFPI干涉原理 |
| 6.3 基于飞秒激光直写技术的光纤REIFPI制作 |
| 6.4 基于飞秒激光直写技术的光纤REIFPI动态应变测量实验装置 |
| 6.5 基于飞秒激光直写技术的光纤REIFPI动态应变测量实验测试 |
| 6.5.1 动态应变测量分辨率 |
| 6.5.2 频率响应 |
| 6.5.3 动态测量性能 |
| 6.5.4 高温环境下的动态应变测量 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）基于激光自混合干涉的关节电机转速传感设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 激光自混合干涉速度测量的国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光自混合干涉的发展 |
| 1.2.2 激光自混合干涉速度测量的国内外研究现状 |
| 1.3 论文结构及内容安排 |
| 第二章 常见电机转速测量方式以及SMLDV基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传统电机转速测量方法及理论介绍 |
| 2.2.1 磁电式转速传感 |
| 2.2.2 光电式转速传感 |
| 2.2.3 霍尔式转速传感 |
| 2.2.4 测速发电机传感 |
| 2.3 激光自混合干涉速度测量理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于预反馈镜的SMI关节电机转速测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于预反馈镜的SMI多普勒速度测量理论分析 |
| 3.3 基于预反馈镜的SMI多普勒转速测量实验验证 |
| 3.3.1 实验装置 |
| 3.3.2 实验步骤及结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于SMI的单通道双光路关节电机转速测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于SMI单通道双光路的关节电机转速测量理论分析 |
| 4.3 基于SMI单通道双光路的关节电机转速测量 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 实验验证及误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介、发表文章及研究成果目录 |
| 致谢 |
（10）光纤MOEMS超声传感器的研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤超声传感技术 |
| 1.2.1 光纤超声传感技术简介 |
| 1.2.2 光纤超声传感技术的发展现状 |
| 1.3 MOEMS技术的研究进展 |
| 1.3.1 MOEMS技术简介 |
| 1.3.2 MOEMS技术的发展现状 |
| 1.3.3 MOEMS声波传感介绍 |
| 1.4 本课题的研究意义与论文安排 |
| 第二章 MOEMS氮化硅膜片的结构设计及优化 |
| 2.1 氮化硅膜片的特性研究 |
| 2.2 MOEMS传感膜片的结构设计 |
| 2.2.1 MOEMS传感器的原理介绍 |
| 2.2.2 MOEMS膜片的结构设计 |
| 2.3 MOEMS膜片的仿真研究及结构优化 |
| 2.3.1 MOEMS膜片的有限元仿真 |
| 2.3.2 MOEMS膜片结构的优化 |
| 2.4 光纤MOEMS超声传感器的制作工艺 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光纤MOEMS超声传感器的性能研究及结果分析 |
| 3.1 光纤MOEMS超声传感系统和设备 |
| 3.2 光纤MOEMS超声传感系统的解调算法 |
| 3.3 光纤MOEMS超声传感器的性能研究 |
| 3.3.1 时域响应研究 |
| 3.3.2 信噪比研究 |
| 3.3.3 方向性研究 |
| 3.3.4 线性响应研究 |
| 3.3.5 频率响应带宽测定 |
| 3.3.6 传感器的一致性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光纤MOEMS超声传感器在局部放电检测中的应用 |
| 4.1 应用背景 |
| 4.2 局放超声信号检测 |
| 4.2.1 不同MOEMS膜片样品在局放信号检测中的表现 |
| 4.2.2 MOEMS传感器与电学传感器在局放检测中的性能对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本论文的研究内容总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
四、Sinusoidal Phase-Modulating Fabry-Perot Interferometer for Angular Displacement Measurement（论文参考文献）
- [1]VT-DBR激光器在透明介质结构测量的应用[D]. 黄致远. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]调频连续波激光干涉位移测量系统的研究[D]. 盛启明. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]法珀腔光纤传感器双波长解调技术研究[D]. 冯嘉双. 西安工业大学, 2021(02)
- [4]FMCW激光干涉信号处理系统的研究[D]. 韩园. 西安工业大学, 2021(02)
- [5]基于光纤干涉仪的位移测量及信号处理方法研究[D]. 丛至诚. 东北石油大学, 2021
- [6]液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究[D]. 樊奕辰. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [7]基于单光束干涉图像的三自由度超精密激光干涉测量方法[D]. 于亮. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [8]光纤F-P干涉传感器高分辨动态解调技术及应用研究[D]. 杨洋. 大连理工大学, 2020(01)
- [9]基于激光自混合干涉的关节电机转速传感设计[D]. 耿宇涵. 东北石油大学, 2020
- [10]光纤MOEMS超声传感器的研究及应用[D]. 王美玲. 电子科技大学, 2020(07)