基于激光自混合效應(yīng)的傳感測量技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，以激光自混合效應(yīng)為核心的自混合干涉技術(shù)在激光測量領(lǐng)域迅速崛起，現(xiàn)已發(fā)展成為一種新型高分辨率高精度的傳感測量技術(shù)，鑒于它具有非接觸、結(jié)構(gòu)緊湊、易于準(zhǔn)直、性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛青睞。目前，激光自混合效應(yīng)的理論研究已日趨成熟，相關(guān)應(yīng)用研究亦步入了多樣化、集成化和實(shí)用化的階段。
　　在半導(dǎo)體激光自混合干涉系統(tǒng)中，輸出激光到達(dá)目標(biāo)物體表面會發(fā)生反射或散射作用，攜帶有外部目標(biāo)物體運(yùn)動狀態(tài)信息的部分

2、反饋光會再次返回激光器諧振腔中，對腔內(nèi)激光的振幅、頻率及功率進(jìn)行調(diào)制，由此形成激光自混合干涉效應(yīng)。本文的主要工作是圍繞半導(dǎo)體激光器自混合效應(yīng)通過理論分析、數(shù)值仿真、實(shí)驗(yàn)研究等環(huán)節(jié)開展深入研究，進(jìn)一步拓展自混合干涉技術(shù)在測量領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本文首先回顧了激光自混合效應(yīng)的研究背景，梳理并歸納了激光自混合理論研究的歷史發(fā)展進(jìn)程及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀;接著從F-P三鏡腔模型出發(fā)闡明了激光自混合干涉的機(jī)理，經(jīng)過詳細(xì)的公式推導(dǎo)建立了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，

3、仿真分析了系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)及其影響;然后基于半導(dǎo)體激光器自混合效應(yīng)設(shè)計(jì)搭建了高分辨率高精度傳感測量系統(tǒng)，對系統(tǒng)的每個(gè)組成部分做了具體說明;再應(yīng)用搭建的激光自混合傳感測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)透明光學(xué)材料的折射率測量，對比分析條紋計(jì)數(shù)法和頻率分析法這兩種信號處理方法;最后以人體心血管系統(tǒng)為研究對象，理論構(gòu)建單路、多路測量系統(tǒng)，對自混合信號表征心血管系統(tǒng)生理病理信息開展探索性研究，并通過實(shí)際測量成功獲得了人體脈搏波信號。
　　本文提出的測量方法和實(shí)驗(yàn)