基于環(huán)形腔光纖激光器雙通道自混合測速的研究.pdf

1、申請碩士學(xué)位論文基于環(huán)形腔光纖激光器雙通道自混合測速的研究Researchondual—channelselfmixingVelocitymeasurementbasedonfiberringlaser趙云鶴Y呱111eZhao導(dǎo)師：呂亮(教授)2014年4月摘要激光自混合傳感技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)測量、生物醫(yī)學(xué)探測、軍事科技等領(lǐng)域，受到了眾多國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。本文首先回顧了目前已有的測速技術(shù)，概述了近幾十年來對不同測速方法的研

2、究，重點(diǎn)闡述了激光自混合測速技術(shù)。本文的主要研究內(nèi)容是摻鉺光纖環(huán)形腔激光器雙通道自混合測速技術(shù)，推導(dǎo)出環(huán)形腔光纖激光器自混合干涉模型，對光纖激光器雙通道的自混合速度測量進(jìn)行了理論研究。并在此基礎(chǔ)上搭建了環(huán)形腔激光器雙通道自混合測速系統(tǒng)，對雙通道測速進(jìn)行了實(shí)驗研究和對比，實(shí)驗結(jié)果表明環(huán)形腔光纖激光器雙通道自混合測速技術(shù)比傳統(tǒng)自混合測速的精度更高，更適合于各種不同場合的速度測量。本文所做的研究工作主要包括以下幾個方面：1基于激光穩(wěn)態(tài)方程和摻

3、鉺光纖環(huán)形腔激光器傳輸方程，搭建了環(huán)形腔光纖激光器理論工作模型，并結(jié)合正交光束入射測速系統(tǒng)(OSMv)測速模型，對雙通道測速進(jìn)行了理論推導(dǎo)和仿真模擬。2對激光自混合多普勒測速進(jìn)行了深入理論研究，在此基礎(chǔ)上成功搭建出環(huán)形腔光纖激光器對稱雙光束入射系統(tǒng)，提高了光電探測器探測到的信號強(qiáng)度，并抑制了縱向寄生速度對速度測量的影響，對測量的誤差可以控制在2033617％以內(nèi)。3在正交光束入射測速系統(tǒng)(OSMV)測速模型的基礎(chǔ)上，搭建了正交雙光束入射

4、測速系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在缺乏入射角度信息的情況下的任意角度的多普勒速度測量，有效減少了角度誤差對傳統(tǒng)激光自混合多普勒測速誤差的影響。測量結(jié)果比傳統(tǒng)的單光束自混合多普勒測速具有更好的線性度，速度測量在26670mm／s到426727mnl／s范圍內(nèi)誤差百分比為1258％。本論文的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括：1搭建了窄線寬環(huán)形腔激光器系統(tǒng)，對環(huán)形腔激光器自混合干涉理論模型進(jìn)行了推導(dǎo)，并仿真模擬了雙光束自混合測速，為后續(xù)的實(shí)驗研究奠定了理論基礎(chǔ)；搭建的窄