首页 > 论文 > 中国激光 > 46卷 > 9期(pp:904007--1)

复合光纤马赫-曾德尔外差干涉位移在线测量系统

On-Line Displacement Measurement System Based on Multiplexed Optical Fiber Mach-Zenhder Heterodyne Interferometry

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
  • PDF全文
分享:

摘要

研究了一种复合光纤马赫-曾德尔外差干涉测量系统,并采用该系统对位移进行在线测量。基于光纤光栅只反射布拉格波长的特性,构建了两个独立但光程几乎重合的光纤马赫-曾德尔干涉仪。其中的一个马赫-曾德尔干涉仪用于完成测量工作,另一个马赫-曾德尔干涉仪用于监测环境干扰,补偿环境干扰对测量结果的影响,使测量系统适合用于在线测量。位于马赫-曾德尔干涉仪参考臂的声光调制器组可对参考光进行移频,当参考光与测量光会合时形成外差干涉信号,实现外差干涉测量。实验中,该系统对100 μm位移进行10次重复测量的标准差为6 nm。

Abstract

A multiplexed optical fiber Mach-Zenhder heterodyne interferometric system which is suitable for on-line displacement measurement is researched. Based on the characteristic that fiber Bragg grating only reflects Bragg wavelength, two independent optical fiber Mach-Zenhder interferometers which possess almost the same optical path are established. One of the optical fiber Mach-Zenhder interferometers is used to perform the measurement task while the other one is used to monitor the environmental disturbances. The system is suitable for on-line measurement after the environmental disturbances are compensated. The acoustic optical modulators embedded in the reference arm of the interferometers shift the frequency of the reference beam, and heterodyne interferometric signals are formed when the reference beam meets the measurement beam, realizing heterodyne interferometric measurement. During the experiments, the standard deviation of 10 repeated measurements for 100 μm displacement is 6 nm.

补充资料

DOI:

所属栏目:测量与计量

基金项目:北京市自然科学基金;

收稿日期:2019-04-11

修改稿日期:2019-05-27

网络出版日期:2019-09-01

作者单位    点击查看

王韵致:北京交通大学理学院物理系光电信息科学与工程专业实验室, 北京 100044
谢芳:北京交通大学理学院物理系光电信息科学与工程专业实验室, 北京 100044
陈龙辉:北京交通大学理学院物理系光电信息科学与工程专业实验室, 北京 100044
徐海波:北京交通大学理学院物理系光电信息科学与工程专业实验室, 北京 100044
李明佳:北京交通大学理学院物理系光电信息科学与工程专业实验室, 北京 100044

联系人作者:谢芳(fxie@bjtu.edu.cn)

备注:北京市自然科学基金;

【1】Chang C P, Tung P C, Shyu L H et al. Fabry-Perot displacement interferometer for the measuring range up to 100 mm. Measurement. 46(10), 4094-4099(2013).

【2】Wang C, Xu L L, Zhu J et al。 A novel integrated fiber-optic interferometer model and its application in micro-displacement measurement。 Optics and Lasers in Engineering。 86, 125-131(2016)。

【3】Guan K S, Li Y H, Chen Y X et al。 A novel optical fiber displacement measurement system[J]。 Materials。 599/600/601, 684-688(2014)。

【4】Manojlovic L M. A novel common path interferometric technique for vibration measurement based on two fiber-optic couplers. IEEE Sensors Journal. 11(7), 1541-1547(2011).

【5】Seat C, Ouisse E, Morteau E et al。 Vibration displacement measurements based on a polarimetric extrinsic fibre Fabry Perot interferometer。 Measurement Science and Technology。 14(6), 710-716(2003)。

【6】Meggitt B T, Hall C J and Weir K. An all fibre white light interferometric strain measurement system. Sensors and Actuators A: Physical. 79(1), 1-7(2000).

【7】Wang W H, Wu N, Tian Y et al. Miniature all-silica optical fiber pressure sensor with an ultrathin uniform diaphragm. Optics Express. 18(9), 9006-9014(2010).

【8】Ohta T, Koshimizu C, Kawasaki K et al。 Simultaneous measurement of substrate temperature and thin-film thickness on SiO2/Si wafer using optical-fiber-type low-coherence interferometry。 Journal of Applied Physics。 105(1), (2009)。

【9】Xavier G B. Stable single-photon interference in a 1 km fiber-optic Mach-Zehnder interferometer with continuous phase adjustment. Optics Letters. 36(10), 1764-1766(2011).

【10】Fritsch K and Adamovsky G. Simple circuit for feedback stabilization of a single-mode optical fiber interferometer. Review of Scientific Instruments. 52(7), 996-1000(1981).

引用该论文

Yunzhi Wang,Fang Xie,Longhui Chen,Haibo Xu,Mingjia Li. On-Line Displacement Measurement System Based on Multiplexed Optical Fiber Mach-Zenhder Heterodyne Interferometry[J]. Chinese Journal of Lasers, 2019, 46(9): 0904007

王韵致,谢芳,陈龙辉,徐海波,李明佳。 复合光纤马赫-曾德尔外差干涉位移在线测量系统[J]。 中国激光, 2019, 46(9): 0904007

您的浏览器不支持PDF插件,请使用最新的(Chrome/Fire Fox等)浏览器.或者您还可以点击此处下载该论文PDF

全迅彩票计划群 千旺彩票计划群 上海11选5开奖 广西快3 广西快3 快3在线投注 湖南快乐十分走势 极速赛车pk10 极速赛车登陆 吉林快3计划