大量程光纤准白光干涉绝对测距技术研究

摘要

该文论述了一种利用光纤干涉仪结构,准白光干涉原理及多纤组量程倍增技术实现无长导轨大量程、高精度绝对测距技术,从而把传统的激光干涉技术发展到了工业现场.系统采用光开关结构和多组具有不同初始光程差的光纤组进行两级量程倍增.首先由光开关选定不同的量程范围,然后由多组具有不同初始光程差的光纤组实现这一量程范围内的测量.通过这种多光路干涉技术可摆脱长导轨的束缚,实现只利用短导轨测量大距离.此外,论文还讨论了利用系统自身结构对多组光纤组的初始光程差进行标定,实现了以光波波长为传递基准的高精度自标定,可有效避免安装时引入安装误差.论文详细推导了定位干涉信号波形,设计了一套高精度数字化定位干涉信号处理方法,对定位干涉信号包络曲线进行A/D采集,通过一定算法取得零光程差点位置,克服了传统模拟方法可能造成的误差,经实验验证,定位精度可保证在微米级.

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文摘

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第一章绪论

1.1引言

第二章系统结构及测量原理

2.1系统结构

2.2测量原理

2.3光纤特性分析

第三章准白光定位干涉仪

3.1光源

3.2定位干涉信号

3.3半导体激光器的调制驱动

3.4量程倍增结构

3.5光纤光程差的自标定

第四章光栅线位移传感器

4.1零位光栅

4.2光栅线位移传感器

4.3光栅线位移传感器的读数提取

第五章数字化定位信号处理

5.1定位信号的提取方法

5.2定位信号的数字化处理

第六章实验数据及误差处理

6.1定位干涉信号实验

6.2误差分析

结束语

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢