非平衡光纖干涉儀的窄線寬激光光源跳模實時測試方法

用激光干涉儀系統(tǒng)進行精確的線性測量 — 最佳操作及實踐經(jīng)驗 1簡介 本文描述的最佳操作步驟及實踐經(jīng)驗主要針對使用激光干涉儀校準機床如車床、銑床以及 坐標測量機的線性精度。但是，文中描述的一般原則適用于所有情況。與激光測量方法相 關的其它項目，如角度、平面度、直線度和平行度測量不包括在內，用于實現(xiàn)0.1微米即 0.1ppm以下的短距離精度測量的特殊方法（如真空操作）也不包括在內。 微米是極小的距離測量單位。（1微米比一根頭發(fā)的1/25還細。由于太細，所以肉眼無 法看到，接近于傳統(tǒng)光學顯微鏡的極限值）?？蓪崿F(xiàn)微米級及更高分辨率的數(shù)顯表的廣泛 使用，為用戶提供了令人滿意的測量精度。盡管測量值在小數(shù)點后有很多位數(shù)，但并不表 明都很精確。（在許多情況下精度比顯示的分辨率低10-100倍）。實現(xiàn)1微米的測量分 辨率很容易，但要得到1微米的測量精度需要特別注意一些細節(jié)。本文

激光干涉儀測量方法

介紹了一種全光纖窄線寬脈沖激光器。該激光器由兩部分組成,即脈沖光纖激光器種子和由隔離器、耦合器以及光纖光柵組成的窄線寬脈沖提取裝置。脈沖光纖激光器種子是基于半導體可飽和吸收鏡(sesam)為鎖模機制的全光纖被動鎖模激光器,輸出脈沖的光譜寬度約為3nm。窄線寬脈沖提取部分對脈沖光纖激光器種子輸出脈沖的光譜進行提取、窄化,輸出脈沖的光譜寬度約為0.1nm。該激光器操作簡單、設備簡易,為全光纖結構;不僅可以輸出窄線寬光脈沖序列,而且同時還可以輸出脈沖光纖激光器種子的光脈沖序列,極大地拓展了脈沖光纖激光器的應用范圍。

報道了一種光纖型寬調諧中紅外差頻產(chǎn)生(dfg)激光光源,該系統(tǒng)分別以摻鐿光纖激光器(ydfl)和摻鉺光纖激光器(edfl)作為泵浦和信號源。為拓寬基頻光調諧范圍,采用了4個不同工作波段的ydfl,并通過電控光開關實現(xiàn)段間的快速切換,總調諧范圍為1040～1110nm;采用電控偏振控制器(ecpc)分別對基頻光偏振態(tài)進行精確快速控制,以提高系統(tǒng)轉化效率;利用pid算法和負反饋技術分別穩(wěn)定泵浦ld溫度和驅動電流,并將其工作狀態(tài)通過lcd實時顯示。測試結果表明,該中紅外激光系統(tǒng)可在3.04～3.72μm內連續(xù)調諧。

窄線寬多波長光纖光源是光纖傳感系統(tǒng)中的重要光源,可同時為多路復用技術中的傳感器陣列提供所需的多個工作波長.為此對多波長光纖光源的穩(wěn)態(tài)輸出進行了數(shù)值模擬,理論分析了未泵浦摻鉺光纖長度對輸出線寬的窄化作用.同時實驗構建了一種帶有單程反饋和線寬窄化機制的多波長光纖光源,測量分析了這2種機制以及激光腔輸出耦合比對多波長輸出結果的影響.實驗實現(xiàn)功率譜不平坦度<±3,db時,多波長個數(shù)可達27個,3,db線寬約0.06,nm,波長在50,ghz范圍內整體連續(xù)可調.

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單縱模窄線寬光纖激光器已經(jīng)在石油勘探、光纖傳感器和海底通信等領域得到很好的應用。目前可用于實現(xiàn)窄線寬輸出的技術主要有使用基于光纖布拉格光柵(fbg)的線寬壓縮結構、基于飽和吸收體的模式選擇技術以及基于復合腔的激光器結構。為此著眼于如何實現(xiàn)激光器的單縱模窄線寬輸出,技術上主要研究應用于兩大腔體結構的線寬壓縮技術,并在此基礎上提出改進方案。

LED光源與激光光源區(qū)別..

LED光源與激光光源區(qū)別

窄線寬光纖激光器的線寬作為相干光學系統(tǒng)的重要參數(shù)需要進行準確的測定,延時自外差法(dshi)是測量窄線寬比較理想的方法。本文討論了dshi測量線寬的基本原理,根據(jù)dshi的功率譜表達式,利用matlab程序對不同光纖延遲線長度條件下的dshi功率譜進行了仿真,并分析和討論了光纖延遲線長度對線寬測量結果的影響。建立了1550nm波長的dshi線寬測量系統(tǒng),對ipg公司的光纖激光器線寬進行了測量。該系統(tǒng)用示波器代替頻譜儀,并采用fft軟件算法對示波器獲取的光電流信號進行分析,測得該激光器的線寬約為16khz,在理想的精度范圍內。

光纖激光器在許多領域都有著重要的應用,隨著科技的發(fā)展,對光纖激光器線寬的要求也越來越高,因此如何精確地測量激光器的線寬也尤為重要。簡要介紹了目前在測量激光器線寬方面的研究進展,著重介紹了幾種測量線寬的方法及其原理,對各種方法的優(yōu)缺點進行了分析。

一種基于光纖mach森德干涉的新型磁場傳感器（mzi）的涂磁流體（mf）提出。mzi組成標準單模光纖（smf）兩個球形結構。的干涉波長和功率的傳感結構是敏感的外部的折射率（國際扶輪）。由于ri的mf對磁場敏感，磁場的測量可以通過檢測干涉譜的變化來實現(xiàn)。實驗結果表明，隨著磁場強度的增加，干涉傾角的波長和功率都隨著磁場強度的增加而增大。

利用2×2熔融拉錐型光纖耦合器,提出構建雙m-z干涉系統(tǒng)方案,分析了熔融拉錐耦合器參數(shù)特性對雙m-z干涉系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響以及干涉臂輸出光強特性。該實驗系統(tǒng)低頻振動周期為3±0.32min,系統(tǒng)漂移速率為2.82rad/min。

一種基于光纖mach森德干涉的新型磁場傳感器（mzi）的涂磁流體（mf）提出。mzi組成標準單模光纖（smf）兩個球形結構。的干涉波長和功率的傳感結構是敏感的外部的折射率（國際扶輪）。由于ri的mf對磁場敏感，磁場的測量可以通過檢測干涉譜的變化來實現(xiàn)。實驗結果表明，隨著磁場強度的增加，干涉傾角的波長和功率都隨著磁場強度的增加而增大。

我國第一臺多用途、高精度的光學測試儀器—jdg-1型激光多用干涉儀,最近在安徽光學精密機械研究所研制成功.這臺儀器可用于測量光學零件的平面度、平行度、球面

sj6000激光干涉儀產(chǎn)品采用美國進口高穩(wěn)頻氦氖激光器、激光雙縱模熱穩(wěn)頻技術、高 精度環(huán)境補償模塊、幾何參量干涉光路設計、高精度激光干涉信號處理系統(tǒng)、高性能計算機 控制系統(tǒng)技術，實現(xiàn)各種參數(shù)的高精度測量。通過激光熱穩(wěn)頻控制技術，實現(xiàn)快速(約6分 鐘)、高精度(0.05ppm)、抗干擾能力強、長期穩(wěn)定性好的激光頻率輸出，采用不同的光學鏡 組可以測量出線性、角度、直線度、平面度和垂直度等幾何量，并且可以進行動態(tài)分析。 sj6000激光干涉儀產(chǎn)品具有測量精度高、測量速度快、最高測速下分辨率高、測量范 圍大等優(yōu)點。通過與不同的光學組件結合，可以實現(xiàn)對直線度、垂直度、角度、平面度、平 行度等多種幾何精度的測量。在相關軟件的配合下，還可以對數(shù)控機床進行動態(tài)性能檢測， 可以進行機床振動測試與分析，滾珠絲桿的動態(tài)特性分析，驅動系統(tǒng)的響應特性分析，導軌 的動態(tài)特性分析等，具有極高的精度

第２４卷２００６年第１１期（總第２２１期） 科技導報 ｖｉｅｎｎａ：ａｕｓｔｒｉａ，１９９１（３２３）． ［２］ｉｃｒｕ．ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｏｎｒａｄｉ－ ｏｌｏｇｉｃａｌｕｎｉｔｓａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ｉｃｒｕ ｒｅｐｏｒｔ５３［ｒ］．ｂｅｔｈｅｓｄａ，ｍａｒｙｌａｎｄ：ｕ．ｓ．ａ． ［３］ｓａｎｄｅｒｓｏｎｄｃ，ｃｒｅｓｓｗｅｌｌａｊ，ｅｔ ａｌ．ａｎａｉｒｂｏｒｎｅｇａｍｍａ－ｒａｙｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ｓｕｒｖｅｙｏｆｎｕｃｌｅａｒｓｉｔｅｓｉｎｂｅｌｇｉｕｍ［ｊ］． ｊｏｕｒｎａｌｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒａｄｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ， ２００４，７２（１－）：２１３－２２４． ［４］ｇｕｉｌｌｏｔｌ．ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅａｋｓｉｎａｉｒｂｏｒｎｅｇａｍｍａ－ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ

研制了一種基于保偏(pm)光纖可飽和吸收體結合光纖光柵fabry-perot(fbgf-p)標準具的單頻窄線寬光纖激光器。該激光器以高增益摻er3+光纖(edf)作為增益介質,采用行波環(huán)形腔消除空間燒空效應,并結合fbgf-p標準具選模,實現(xiàn)激光器單頻運轉。用一段pmedf作為可飽和吸收體抑制跳模,以獲得高效、穩(wěn)定的1550.65nm單頻激光輸出。在975nm單模泵浦激光抽運下,當抽運光功率為148mw時,獲得的最大信號光功率為46.3mw,相應的光-光轉換效率為31.3%,斜率效率為32.6%,信噪比(snr)大于55db。使用40km單模光纖(smf)延遲線,根據(jù)延時自外差方法測量得到單頻激光器的3db光譜線寬約為2.5khz。

雙芯光纖馬赫-曾德爾干涉儀的溫度特性

通過改進光纖定向耦合器的結構,可以顯著提高光纖速度干涉儀的靈敏度。該文從熔融拉錐型光纖定向耦合器的數(shù)學模型出發(fā)進行研究,詳細分析了2×2和3×3型光纖定向耦合器在全光纖速度干涉儀(afvisar)中的具體作用,并對此兩種結構的光纖速度干涉儀的性能(主要是靈敏度)的優(yōu)劣進行了對比分析,表現(xiàn)出3×3型光纖定向耦合器構成的兩端探測系統(tǒng)的優(yōu)越性。最后提出采用n×n型光纖定向耦合器可能帶來的光纖速度干涉儀性能的提高和適用局限性。

用途及技術特點：用于數(shù)控設備、測量儀器等產(chǎn)品的直線軸線性定位精度、俯仰扭擺小角 度精度、直線度的檢測與驗收。 ★激光干涉儀系統(tǒng)所有測量功能均采用激光波長作為測量基準，具有溯源性。不采用四象 限傳感器等測量角度或直線度方法。 ★儀器擴展性、兼容性和互換性：可以進行多軸機床的誤差補償及回轉軸精度標定，可與 其他數(shù)字指示器設備配合使用,實現(xiàn)設備幾何精度的檢測。 ★雙軸測量軟件：可在一臺計算機上連接并控制二臺相同型號的激光系統(tǒng)，提供了同步采 集兩平行軸數(shù)據(jù)的能力。 ★動態(tài)測量功能：可以進行機床系統(tǒng)動態(tài)測試，利用動態(tài)特性測量與評估軟件,對導軌的 動態(tài)特性進行分析，對機器故障源進行診斷。 1、激光頭： 1.1、★激光頭具備80米測量能力； 1.2、★激光穩(wěn)頻精度（開機一小時開始拍頻）：≤±0.01ppm； 1.3、★系統(tǒng)預熱（進入精密測量）準備時間：≤6分鐘； 1.4、接

光纖傳感器是20世紀70年代中期發(fā)展起來的一種新型傳感器.它與普通的傳感器相比,具有靈敏度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、防燃等優(yōu)點,因此在溫度、應力、磁場等傳感領域都有著廣泛的應用.本文研究的光纖聲波傳感器,其基礎為mach-zehnder(m-z)全光纖干涉儀,我們主要的工作集中在傳感臂探頭的制作.所研制的基于m-z干涉儀的單模光纖聲波傳感器,可以對聲波的頻率和聲壓級(輸出電壓峰谷差值)進行測量,頻率響應范圍為4～5000hz,涵蓋了次聲波段,動態(tài)響應范圍上限為100dba.