目录
摘 要 (i)
ABSTRACT (iii)
第一章绪论 (1)
1.1 课题的背景及意义 (1)
1.2 平衡探测的发展历史和研究现状 (2)
1.3 论文的主要内容 (6)
第二章光外差平衡探测的基本原理 (8)
2.1 平衡探测技术 (8)
2.1.1 直接探测的基本原理 (8)
2.1.2 光外差探测的基本原理 (9)
2.1.3 平衡探测的基本原理 (12)
2.1.4 平衡探测的优势 (14)
2.2 平衡探测的实现方法 (15)
2.2.1 双平衡式外差正交解调探测 (15)
2.2.2 光纤传输式平衡探测 (16)
2.2.3 双光路平衡探测 (17)
2.3 本论文采用的平衡探测实现方法 (18)
2.3.1 光路部分原理图 (18)
2.3.2 平衡探测器的电路设计与制作 (19)
2.4 本章小结 (21)
第三章平衡探测信噪比的数学模型建立及数值模拟 (22)
3.1 平衡探测信噪比数学模型的建立 (22)
3.2 平衡探测中噪声抑制 (26)
3.2.1 光电探测器噪声抑制 (26)
3.2.2 参考光噪声的抑制 (28)
3.2.3 背景光噪声的抑制 (31)
3.3 平衡探测系统信噪比数值模拟 (32)
3.3.1 分束比对信噪比的影响 (32)
3.3.2 光电二极管量子效率的比例系数对信噪比影响 (33)
3.3.3 其他因素对信噪比的影响 (34)
3.4 本章小结 (35)
第四章基于平衡探测器的光外差探测实验与分析 (36)
4.1 平衡探测系统中的两路信号 (36)
4.1.1 马赫-曾德尔干涉仪结构的平衡探测光路的两组干涉条纹 (36)
4.1.2 干涉信号在示波器中的显现 (37)
4.2 基于平衡探测器的激光测速实验 (38)
4.2.1 由两个分立探测器构成的平衡探测系统 (39)
4.2.2 由共用电路的两个探测器构成的平衡探测系统 (43)
4.2.3 远距离信号探测 (46)
4.3 本章小结 (48)
第五章总结与展望 (49)
5.1 本文工作总结 (49)
5.2 本文主要创新点 (49)
5.3 展望 (50)
致谢 (51)
参考文献 (52)
作者在学期间取得的学术成果 (55)
表目录
表1.1PDB210A参数 (2)
表4.1 光电二极管的参数 (38)
表4.2 不同转换系数探测系统的信噪比 (41)
表4.3 相同转换系数探测系统的信噪比 (42)
表4.4 共用电路探测系统的信噪比 (44)
图目录
图1.1PDB210A探测器 (2)
图1.2 基本平衡探测原理图 (3)
图1.3 改良平衡探测系统结构图 (4)
图1.4 正交平衡探测系统结构图 (5)
图1.5 双激光器型原理图 (5)
图2.1 直接探测原理图 (9)
图2.2 普通外差探测原理图 (9)
图2.3 平衡探测原理图 (12)
图2.4 无损耗分束镜示意图 (13)
图2.5 双平衡式外差正交解调原理图 (15)
图2.690°光学混频器的原理图 (16)
图2.7 光纤传输式平衡探测 (17)
图2.8 双探测器平衡探测原理图 (17)
图2.9 平衡探测光路结构 (18)
图2.10 电流差分电路 (19)
图2.11 电流转化电路 (19)
图2.12 电压放大电路 (20)
图2.13 平衡探测电路PCB图 (20)
图3.1 转换系数不同的平衡探测系统探测器噪声抑制 (27)
图3.2 转换系数相同的平衡探测系统探测器噪声抑制 (27)
图3.3 平衡探测器件结构图 (28)
图3.4 转换系数不同的平衡探测系统参考光噪声抑制 (29)
图3.5 转换系数相同的平衡探测系统参考光噪声抑制 (30)
图3.6 分束比ε对信噪比的影响 (31)
图3.7 比例系数k对信噪比的影响 (32)
图4. 1马赫-曾德尔干涉仪 (35)
图4.2 两路信号干涉条纹 (36)
图4.3 探测器位置不同时的信号 (37)
图4.4 (a)马赫-曾德尔干涉仪结构(b)激光多普勒测速系统光路结构 (37)
图4.5 分立探测器的构成的平衡探测结构 (38)
图4.6 转换系数不同的平衡探测系统斩波片低速转动时的测量结果 (39)
图4.7 转换系数相同的平衡探测斩波片低速转动时的测量结果 (39)
图4.8 转换系数不同的平衡探测系统斩波片中速转动时的测量结果 (40)
图4.9 转换系数不同的平衡探测系统斩波片高速转动时的测量结果 (41)
图4.10 转换系数相同的平衡探测系统斩波片中速转动时的测量结果 (41)
图4.11 转换系数相同的平衡探测系统斩波片高速转动时的测量结果 (42)
图4.12 共用电路的平衡探测系统 (43)
图4.13 共用电路的平衡探测系统斩波片低速转动时的测量结果 (43)
图4.14 共用电路的平衡探测系统斩波片中速转动时的测量结果 (44)
图4.15 共用电路的平衡探测系统斩波片高速转动时的测量结果 (44)
图4.16 在1m处斩波片中速转动时的测量结果 (45)