一种基于多腔FP干涉仪的表面形貌测试装置及测试方法

    公开(公告)号:CN112097680A

    公开(公告)日:2020-12-18

    申请号:CN202010969430.X

    申请日:2020-09-15

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于多腔FP干涉仪的表面形貌测试装置及测试方法,该装置包括激光器、光纤分束器、光环形器组、光纤、光纤端面阵列、待测反射面及光电探测器,激光器发出的激光经过光纤分束器分成多束光,光束通过光环形器传输到光纤阵列,光束从光纤端面阵列内光纤端面发射并垂直照射在待测反射面上并反射回光纤,该反射光与光纤端面的反射光发生干涉,干涉光传输到光电探测器上并转化为电信号,对比各干涉光的相位差,通过相位差计算出各FP干涉腔的腔长差,根据已知光纤阵列内光纤端面间的轴向错位关系,计算出待测反射面上各照射面的高低位置。本发明可同时测试待测面的形貌,无需扫描过程避免了扫描所需时间及扫描带来的机械振动干扰。

    一种用于检测膜面振动的双腔装置及其解调方法

    公开(公告)号:CN113091882B

    公开(公告)日:2022-07-19

    申请号:CN202110424821.8

    申请日:2021-04-20

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于检测膜面振动的双腔装置及其解调方法,涉及光传感信息解调技术领域;包括激光器、光纤分束器、光环形器、光纤、双腔装置及光电探测器;激光器发出的激光经过光纤分束器分成两束光,光束通过光环形器传输到双腔装置,在双腔装置内光束照射在膜面上并反射回光纤,并与光纤端面的反射光发生干涉,干涉光通过光环形器传输到光电探测器上并转化为电信号;双腔装置结构使双腔输出的干涉信号呈一定的相位差状态,双腔装置内含有一种位移驱动结构,其促使光纤端面垂直膜面移动;通过对干涉光束转化的电信号采用椭圆拟合算法进行相位解调,分析计算出膜面振动的幅值变化;提高传感系统的灵敏度及稳定性。

    基于椭圆拟合的光学低频应变检测系统与检测方法

    公开(公告)号:CN113108710B

    公开(公告)日:2022-05-03

    申请号:CN202110402388.8

    申请日:2021-04-14

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明公开了基于椭圆拟合的光学低频应变检测系统与检测方法,该系统包括激光器、两个干涉仪、相位调制器、信号发生器、双路光电探测器及数据处理模块;两个干涉仪共用一个干涉臂,该共用干涉臂为参考臂;所述相位调制器设置在两个干涉仪的参考臂上;两个干涉仪由其中一个传感臂感知外部应变,而参考臂与另一传感臂用于隔绝外界干扰;本发明所述基于双干涉仪和椭圆拟合算法的光学低频应变检测方法通过在相位解调技术中引入椭圆拟合算法,以处理直流分量的偏置和通道间干涉信号的条纹可见度,可以直接计算出干涉信号的相位差,根据椭圆拟合算法计算出的相位差来计算光纤长度的变化,从而实现对低频应变的检测。

    一种用于检测膜面振动的双腔装置及其解调方法

    公开(公告)号:CN113091882A

    公开(公告)日:2021-07-09

    申请号:CN202110424821.8

    申请日:2021-04-20

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于检测膜面振动的双腔装置及其解调方法,涉及光传感信息解调技术领域;包括激光器、光纤分束器、光环形器、光纤、双腔装置及光电探测器;激光器发出的激光经过光纤分束器分成两束光,光束通过光环形器传输到双腔装置,在双腔装置内光束照射在膜面上并反射回光纤,并与光纤端面的反射光发生干涉,干涉光通过光环形器传输到光电探测器上并转化为电信号;双腔装置结构使双腔输出的干涉信号呈一定的相位差状态,双腔装置内含有一种位移驱动结构,其促使光纤端面垂直膜面移动;通过对干涉光束转化的电信号采用椭圆拟合算法进行相位解调,分析计算出膜面振动的幅值变化;提高传感系统的灵敏度及稳定性。

    干涉系统中高精度椭圆拟合装置与椭圆拟合方法

    公开(公告)号:CN112815970A

    公开(公告)日:2021-05-18

    申请号:CN202110007870.1

    申请日:2021-01-05

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明提供一种干涉系统中高精度椭圆拟合装置与椭圆拟合方法。该方法包括以下步骤:步骤一在干涉仪中引入相位调制信号;步骤二,激光信号通过光纤干涉仪生成两路干涉信号;步骤三,通过双路光电探测器将干涉信号转换为两路电信号;步骤四,两路电信号通过数据采集卡(ADC)转换为两路数字信号;步骤五,根据两路数字信号做基于椭圆拟合算法的数字化解调,得到待测信号。本发明技术方案通过在干涉仪中引入大幅度相位调制信号,使两路干涉信号组成的椭圆有足够长的弧度,解决现有技术中椭圆拟合算法在小椭圆弧度时反演椭圆参数不准确的问题,实现高精度的椭圆拟合与小幅度信号的解调。

    通过均衡滤波扩展干涉型光纤传感系统工作带宽的方法

    公开(公告)号:CN112097812A

    公开(公告)日:2020-12-18

    申请号:CN202010967658.5

    申请日:2020-09-15

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明公开了一种通过均衡滤波扩展干涉型光纤加速度传感系统工作带宽的方法。激光器发出光信号通过光纤传感探头后生干涉信号,用光电探测器将干涉信号转换为电信号,电信号进入信号解调模块中解调出待测相位。在光纤传感探头谐振峰的频率附近处对待测信号做均衡滤波处理,使解调后信号在工作频带内的电压灵敏度曲线变得平坦。应用本发明的方案,就能解决因光纤传感探头固有谐振峰从而限制了系统工作带宽的问题。经均衡滤波处理后的待测物理量‑电压转换的频响曲线平坦,有效的扩展了整个光纤传感系统的工作带宽。

    一种光纤干涉仪的数据处理方法及装置

    公开(公告)号:CN115950459A

    公开(公告)日:2023-04-11

    申请号:CN202310195852.X

    申请日:2023-02-27

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明提供一种光纤干涉仪的数据处理方法,包括:获取压电换能元件的电压相位灵敏度数据和相位标定信号数据,对相位标定信号数据进行处理,生成输入电压幅值数据,对输入电压幅值数据进行外调制处理,生成调制电压幅值数据,对调制电压幅值数据进行解调处理,生成输出电压幅值数据,对输入电压幅值数据和输出电压幅值数据进行处理,生成系统增益数据,以及根据输出幅值数据对系统增益数据进行归一化处理,生成相位幅值的绝对值数据,以完成对光纤干涉仪的数据处理。通过本发明公开的一种光纤干涉仪的数据处理方法,能够实现对光纤干涉仪的相位幅值进行标定,提高光纤干涉仪的相位幅值数据的测量准确度。

    一种基于多腔FP干涉仪的表面形貌测试装置及测试方法

    公开(公告)号:CN112097680B

    公开(公告)日:2022-11-08

    申请号:CN202010969430.X

    申请日:2020-09-15

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于多腔FP干涉仪的表面形貌测试装置及测试方法,该装置包括激光器、光纤分束器、光环形器组、光纤、光纤端面阵列、待测反射面及光电探测器,激光器发出的激光经过光纤分束器分成多束光,光束通过光环形器传输到光纤阵列,光束从光纤端面阵列内光纤端面发射并垂直照射在待测反射面上并反射回光纤,该反射光与光纤端面的反射光发生干涉,干涉光传输到光电探测器上并转化为电信号,对比各干涉光的相位差,通过相位差计算出各FP干涉腔的腔长差,根据已知光纤阵列内光纤端面间的轴向错位关系,计算出待测反射面上各照射面的高低位置。本发明可同时测试待测面的形貌,无需扫描过程避免了扫描所需时间及扫描带来的机械振动干扰。

    基于相位生成载波技术的相位灵敏度标定方法

    公开(公告)号:CN112097924B

    公开(公告)日:2021-09-28

    申请号:CN202010873317.1

    申请日:2020-08-26

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于相位生成载波技术的相位灵敏度标定方法,其特征是在相位生成载波算法运行过程中,通过相位调制器额外加入一个已知相位量的标定信号,通过反正切算法或交叉相乘算法解调出这个信号,得出算法中单位相位量对应的解调输出值;已知相位量可通过载波调制深度参数按一定比例换算得到。本发明方法简单,对设备性能要求低,选择性实施可以避免对算法解调持续性干扰;能够快速方便的得到相位生成载波算法的相位灵敏度值,为传感系统待测物理量的标定提供了技术支持。

    一种用于FP腔干涉仪相位解调的正交双腔装置及解调方法

    公开(公告)号:CN112097810A

    公开(公告)日:2020-12-18

    申请号:CN202010871589.8

    申请日:2020-08-26

    Applicant: 安徽大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于FP腔干涉仪相位解调的正交双腔装置及解调方法,该装置包括激光器、光纤分束器,光环形器、光纤、正交双FP腔及光电探测器,激光器发出的激光经过光纤分束器分成两束光,光束通过光环形器传输到正交双FP腔,在正交双FP腔内光束照射在反射面上并反射回光纤,并与光纤端面的反射光发生干涉,干涉光通过光环形器传输到光电探测器上并转化为电信号;正交双FP腔结构为光纤端面发射的平行光束照射在同一个膜面上,光纤端面在轴向上存在一定长度的错位,此错位长度与激光器波长匹配,使正交FP腔输出的干涉信号呈正交状态;通过对干涉光束转化的电信号采用相位解调算法,分析计算出FP腔长的变化。

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