智能化高消光比測試技術(shù)的研究.pdf

1、《智能化高消光比測試技術(shù)的研究》主要是對高消光比測量系統(tǒng)中的光源進行設(shè)計，尋求消除光源起伏的有效途徑，然后將所設(shè)計的光源與先進的計算機技術(shù)相結(jié)合，從而建立一套測量速度快、數(shù)據(jù)處理、采集、操作自動化且數(shù)據(jù)處理準確和穩(wěn)定度好的智能化高消光比測量系統(tǒng)。 消光比是材料和光學(xué)器件的一項重要光學(xué)偏振技術(shù)參數(shù)，是表征各類偏振器件、晶體和各種光學(xué)功能材料、激光物質(zhì)性能的主要物理參數(shù)之一，也是反映光輻射源、保偏光纖及光學(xué)系統(tǒng)等偏振特性的主要技術(shù)指

2、標。消光比的測量與評價，主要是對偏光鏡本身工作參數(shù)進行精確定標，消光比測量的精確程度將影響到利用偏光鏡對各種光輻射的偏振性質(zhì)進行測量和鑒別的檢測精度，以及利用偏光鏡對其他具有偏光變換性質(zhì)的光學(xué)器件和儀器系統(tǒng)的偏振響應(yīng)的檢測和分析。消光比_的精確測定對現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的意義。 本文共分五章。第一章為緒論部分。第二章、第三章概述了偏振光的理論基礎(chǔ)知識及偏振器件消光比測量的常用實驗方法和原理，并對常用消光比測量方法的特點

3、作了簡單的論述。在第四章結(jié)合本所研制成功的“GXC·1型高消光比測量系統(tǒng)”的基本原理，并結(jié)合先進的計算機控制技術(shù)，對該測量系統(tǒng)進行了完善和優(yōu)化改進。由于高消光比測量系統(tǒng)中用到JD-Ⅲ型氦氖激光光源，其光強穩(wěn)定性及偏振穩(wěn)定性對測量結(jié)果影響較大。為此，前人曾引入伺服法來補償光源波動，但由于采用硬件補償，補償實時性并不十分理想。為此我們首先對此激光光源的穩(wěn)定性進行了實驗測試，翻閱了氦氖激器的工作原理及許多穩(wěn)定性解決方案，對各種控制光源穩(wěn)定性的

4、方法方案進行了詳細分析，并做了大量的仿真計算和實驗。在理論分析及實驗的基礎(chǔ)上，我們設(shè)計了可以滿足高消光比測量需要的高性能衰減器，并進行了實驗測試證明了其有效性。在實際測量中采用計算機控制步進電機改變兩個偏光棱鏡通光面的夾角來引起衰減倍數(shù)的改變，從而使光電探測器工作在線性響應(yīng)范圍之內(nèi)。該衰減系統(tǒng)不但實現(xiàn)了光強衰減的自動化而且可獲得相對穩(wěn)定的圓偏振光。然后，在針對高消光比測量的特定系統(tǒng)下設(shè)計了一套新的采用信號波動自適應(yīng)補償?shù)姆桨福瑏磉M一步消

5、除光源的不穩(wěn)定性對測量結(jié)果的影響。最后在光源穩(wěn)定性研究的基礎(chǔ)上，對高消光比測量系統(tǒng)進行了改進和優(yōu)化。測試系統(tǒng)采用計算機和SR830鎖相放大器數(shù)據(jù)通訊實現(xiàn)了16Bit微弱信號的A/D轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)了強噪聲下的微弱光信息實驗數(shù)據(jù)的自動采集，并進一步進行數(shù)據(jù)擬合分析，最終計算出待測偏光棱鏡的消光比。第五章，我們分析了所設(shè)計系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)的處理方法，數(shù)據(jù)可能存在的誤差來源及減小方法。本人的主要工作及貢獻在于：1、在前人的基礎(chǔ)上對高消光比測量系統(tǒng)中

6、用到JD-Ⅲ型氦氖激光光源的光強及偏振穩(wěn)定性進行了實驗測試并進行了初步的理論分析。2、首次在高消光比測量系統(tǒng)中引入OE雙輸出棱鏡來分離參考光信號和測量光信號。3、設(shè)計了光強連續(xù)可調(diào)高性能衰減器，并對其進行了精確定標。4、首次在高消光比測量系統(tǒng)中引入自適應(yīng)補償系統(tǒng)，并取得了良好的實驗效果。5、在前人對高消光比研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進的計算機技術(shù)，基本上實現(xiàn)了高消光比測量及數(shù)據(jù)處理的智能化。經(jīng)過調(diào)研得知，現(xiàn)在一般所采用的測量方法只是基于最基本