光纤马赫-曾德尔干涉微位移测量系统

作     者：潘文 冯晓军 刘星雨 张雄星 

作者机构：西安近代化学研究所 西安工业大学光电工程学院 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：陕西省重点研发计划(2024GX-YBXM-041) 

主　　题：激光干涉 外差干涉 微位移测量 相位解调 相关鉴相 

摘      要：研究了一种光纤马赫-曾德尔干涉测量系统，用于对目标物体微位移的测量。采用马赫-曾德尔干涉仪结构搭建外差式激光干涉光路，利用声光移频器对参考光进行频率调制，并与携带物体位移信息的测量光在光电探测器上发生干涉。针对声光移频器的频率漂移问题，将声光移频器的射频信号为参考信号，频率漂移引入测量信号和参考信号中，使两路信号具有相同的移频误差，在对两路信号进行鉴相时，移频误差相互抵消。信号解调采用可判断信号超前滞后关系的相关鉴相法进行处理，得到物体的位移大小和方向信息。实验结果表明：在±25μm的位移范围内，位移测量最大相对误差为0.78%，最小相对误差为0.145%，线性拟合的拟合系数为R2=0.9999，对不同位移的重复测量一致性误差小于0.033μm，表明测量系统具有较好的测量准确性和稳定性。