导读:本文包含了光学外差论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:折射率,光学外差干涉,反复使用食用油
光学外差论文文献综述
李振洋,陈明惠,张浩,王成,郑刚[1]（2018）在《食用油品质的光学低相干外差干涉检测法》一文中研究指出液体的折射率是一个重要的物理参数,在外界一定的条件下,掌握液体折射率及其变化,则可以了解其纯度、浓度等参数及品质。提出一种用低相干光外差干涉方法测量反复使用食用油的折射率,进而鉴别油的品质。实验以改进的迈克尔逊干涉仪为基础,将样品油放入测量臂光路中,当两束分别来自测量臂与参考臂的低相干光的光程接近相等时,会出现光外差干涉现象。利用光电探测器得到此干涉信号,根据前后相应的光程变化量,进而得到待测样品的折射率。食用油经反复加热1、2、3、5、7次后,葵花油的折射率分别为1.469 5、1.469 7、1.470 1、1.470 7、1.471 3,玉米油的折射率分别为1.468 8、1.469 1、1.469 4、1.470 1、1.471 1。结果表明,该方法可以准确测量出不同加热次数食用油的不同折射率,测量稳定性较高,能快捷、有效地鉴别反复使用的食用油品质。(本文来源于《光学仪器》期刊2018年03期）
张敏琦[2]（2018）在《外差激光干涉光学非线性误差建模及校正方法研究》一文中研究指出随着超精密测量领域对测量精度需求的不断提高,国内外学者对外差激光干涉仪展开了进一步的研究,力图实现亚纳米量级测量精度。周期非线性误差是限制外差激光干涉仪精度提高的主要因素,因而周期非线性误差补偿与抑制技术受到越来越多的关注。本文针对传统的周期非线性误差模型未考虑干涉光初始相位的影响,造成实际信号与理论模型不符的问题,在考虑初始相位影响因子的条件下,建立了周期非线性误差修正模型,着重分析了初始相位对周期非线性误差的影响机理。提出采用特征参数提取算法对外差激光干涉仪周期非线性误差进行校正。基于以上原理设计了基于双锁相放大解调方式及特征参数提取校正算法的非线性校正系统,主要研究内容如下:(1)建立了外差激光干涉仪周期非线性误差修正模型。仔细分析传统的非线性误差模型,该模型存在对初始相位影响认识不足,导致补偿中信号不满足基本对称性的问题。对周期非线性误差进行重新建模,实现理论模型与实际测量信号形式相匹配的目的。对比分析初始相位对传统模型和修正模型中不等幅误差、直流偏置误差及非正交误差的影响机理,分析叁差对周期非线性误差的影响机制,着重分析初始相位对周期非线性误差的影响。(2)基于周期非线性误差修正模型,提出采用特征参数提取算法实现对周期非线性误差的校正。实时提出两路解调后信号的特征值,以获得输入信号的幅度和直流偏置值,据此对两路信号的不等幅误差和直流偏置误差进行校正;采用数字加/减法器对两路等幅、无直流偏置误差信号进行非正交误差校正处理,并对信号正交化过程中引入的不等幅误差进行二次修正。解决了干涉信号存在非线性误差及待测目标变速运动下非线性校正的问题。(3)基于双正交锁相放大原理及特征参数提取算法,设计了周期非线性误差校正系统。该系统根据外差激光干涉仪出射的参考信号和测量信号的特性,采用前置信号处理模块对信号进行放大和滤波处理,再由双正交锁相放大模块利用内部产生的参考信号对两路输出信号进行混频滤波解调,最后利用特征参数提取算法对周期非线性误差进行相应的校正处理。搭建外差激光干涉仪的实验装置,对周期非线性误差修正模型准确性及本课题提出的非线性校正系统的性能进行分析。实验结果表明,校正前的非线性误差为±9.07nm,校正后为±0.43nm,本课题设计的校正系统能够实现对外差激光干涉仪的周期非线性误差有效补偿。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
蔡干,王成,董肖娜,项华中,郑刚[3]（2018）在《基于光学外差干涉的折射率测量方法》一文中研究指出基于光学折射率是材料的一个重要的物理参数,提出了一种在泰曼格林干涉系统基础上的光学外差干涉折射率测量方法及系统。测量系统将样品放置在系统外,采用双光束干涉探测,使系统更加稳定、调整简单、测量更加精准。实验上测量了K9玻璃块样品在超连续激光光源中心波长790nm、带宽20nm下的折射率,验证了方法的有效性和可靠性。实验结果表明,系统能够准确测量出样品的折射率,测量稳定性较高,精度可以达到10-4;适用于可见光和近红外波段透明物质的折射率测量,应用领域广泛。(本文来源于《光学技术》期刊2018年03期）
晏春回,王挺峰,张合勇,吕韬,吴世松[4]（2017）在《近距离激光外差探测光学极限位移分辨率》一文中研究指出通过统计理论和维纳-辛钦定理推导出激光外差探测系统光电流的功率谱函数,分析了光电流谱线分布与激光光源线宽、中频信号频率以及信号光相对本振光传输延迟时间的关系,修正了相关文献中光电流功率谱的理论公式.根据信号与噪声理论建立了激光线宽引起的相位噪声的一维概率分布模型,并据此得到了基于激光波长、探测距离以及激光线宽的极限位移分辨率的数学模型.对光电流的功率谱和外差光学极限位移分辨率进行了相关的数值仿真,结果表明延迟时间与相干时间的关系决定光电流谱线分布的情况.当激光波长为532 nm,激光线宽在1 kHz,探测距离为100 m时,光学极限位移分辨率为0.266 nm,相关文献中的实验数据与理论推导结果相符合.(本文来源于《物理学报》期刊2017年23期）
张烈山[5]（2017）在《声波激励水面微幅波的光学外差检测技术研究》一文中研究指出声波激励的水面微幅波携带了水下目标声源的信息,实现其探测为对潜通信、水下目标探测乃至流体介质的特性参数识别等难题提供了新的解决思路。声波激励的水面微幅波是水下声源信息传递的媒质,研究声波激励的水面微幅波理论及检测技术具有非常重要的意义。本文的研究工作围绕声波激励水面微幅波的光学外差检测这一主题展开,从理论分析和实验研究两个角度探讨光外差法检测水面微幅波的可行性。本文的主要研究工作包括:(1)建立声波激励水面微幅波的理论模型,推导表面张力作用下水表面微幅波的边界条件,给出了简谐声波激励水面微幅波控制方程的初始条件。推导了声波激励水面微幅波控制方程的解析解,并以声压为1Pa、频率为100Hz简谐声波为例,利用有限差分法给出了水面微幅波控制方程的数值解。研究了典型水下目标辐射噪声的一般特性、声波激励水面微幅波的基本运动特点,并对水表面的激光散射现象进行了理论研究,分析了水面微幅波外差检测信号的显着特点。在此基础上,提出了一种基于参考光高频相位调制的水面微幅波光外差检测方法,并搭建了一套激光外差检测系统用于获取较高质量的水面微幅波外差检测信号。(2)对于1k Hz以上中高频段声波激励水面微幅波特征参数的识别问题,提出了一种调制度分析方法。在频域内,通过设定频谱阈值提取出水面微幅波所在频段的有效频谱分量,再计算这些频谱分量的中心频率实现了水面微幅波频率的检测;再估算外差检测信号的低频带信号分量经过水面微幅波频移作用后的振幅衰减程度,实现水面微幅波对外差检测信号调制深度的估计,进而反求出水面微幅波的振幅。对1k Hz到10k Hz频段内振幅稳定的水面微幅波进行了探测实验,结果表明频率的测量重复性(2σ)优于2Hz;振幅的测量重复性(2σ)优于2nm。实验室条件下,该方法可检测水面微幅波的频率下限为0.5k Hz,振幅可检测范围为0.5nm~121.0nm。(3)针对中低频段声波激励水面微幅波外差检测信号的解调问题,提出了一种改进的PGC解调方法。该方法通过4路不同相位的一倍频和二倍频载波信号与原始外差信号进行混频、滤波和微分交叉相乘方法处理后得到了4路相位解调信号,从解调信号的强度、原始信号的包络以及载波的调制深度中计算出水面微幅波的振幅。从4路相位解调信号遴选出强度最大的解调信号做滤波和频谱分析,提取信号主频即可得到水面微幅波的频率。对频率范围0.1k Hz到2k Hz的中低频水面微幅波进行了检测实验,结果表明该方法振幅测量重复性(2σ)优于4nm,频率的测量重复性(2σ)优于1Hz,频率的可探测下限为50Hz。(4)实验室条件下对声波激励水面微幅波进行了探测实验。对不同驱动强度和驱动频率条件下的声波激励微幅波进行了外差探测,并用调制度分析方法和改进PGC解调法对水面微幅波频率和振幅进行了解调。实验结果充分证明了调制度分析法和改进PGC解调法的有效性。对大尺度扰动波条件下的声波激励水面微幅波也进行了实验研究,实验结果表明改进PGC解调方法能够在大尺度低频干扰下准确地检测出水面微幅波的频率。理论仿真和实验研究表明本文提出的声波激励水面微幅波光学外差检测技术及一系列信号解调方法很好地实现了声波激励水面微幅波特征参数的检测。这些研究工作为水下声源信息的水面声光传感奠定了技术基础,进一步推动了水下声源的“激光-声”联合探测技术的发展。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-09-01）
刘素珍,李纯标[6]（2017）在《外差式光学锁相环路相位噪声分析》一文中研究指出在激光通信、量子光学等领域,获得低相位噪声的相干激光是实现高信噪比信号探测的前提,光学锁相环是获得相干光的有效方式,环路的相位噪声水平直接制约着相干光相位噪声水平。为了降低相干激光相位噪声,从光学锁相环环路的基本模型出发,推导了锁相环的传递函数以及环路方程,分析了锁相环路不同频段的相位噪声来源和其对环路噪声的影响,最后通过激光锁相实验对前面的理论分析进行了简单的验证和分析。对低相噪锁相环路设计具有指导意义。(本文来源于《光学与光电技术》期刊2017年04期）
朱祥,张志伟,张文静,魏玉芸,戴一帆[7]（2016）在《光学外差干涉法检测激光超声振动》一文中研究指出激光超声振动是在纳米级别的微弱振动,受环境噪声的影响比较大,且使用传统方法所得到的探测信号强度太低,不利于检测,系统信噪比也比较低。针对这个问题,使用组合透镜对激光进行聚焦,提高探测信号强度,并设计具有较高灵敏度的双光路差分干涉系统,将参考信号与探测信号的强度差控制在理想范围内。实验结果表面,探测信号的强度可达到648m V,与传统方法相比有10倍左右的提升,解调出的振动信号失真度较小,信噪比可达115。该系统对位移的分辨率可达0.03 nm。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2016年29期）
罗海燕,李双,施海亮,熊伟,洪津[8]（2016）在《空间外差光谱仪成像光学系统设计》一文中研究指出为满足高光谱傅里叶变换光谱仪对高光谱分辨率、小畸变、像面光谱辐照度均匀、高信噪比以及仪器轻量化小型化的要求,设计了空间外差光谱仪成像光学系统。基于傅里叶变换的空间外差光谱仪空间干涉的特点和对成像系统缩放比、畸变等要求,依据干涉图调制度分析了最恶劣面形改变条件下对干涉仪元件面形误差的要求,并采用前后镜组匹配实现了双远心成像系统的设计。设计结果表明:该光学结构可避免调焦产生的成像系统缩放比改变,有效视场内畸变量<0.1%,传递函数在38.5 lp/mm处物面所有点全视场范围≥0.60。依据仪器视场角对滤光片安装位置和精度提出要求,并对成像系统进行杂散光和照度均匀性分析提出有效抑制杂散光的措施和方法。系统设计满足了空间外差光谱仪对成像的要求,实现了照度均匀、低畸变、离焦情况下缩放比保持不变等。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2016年08期）
李成强[9]（2016）在《激光外差探测系统性能光学影响因素研究》一文中研究指出激光外差探测技术是一种灵敏的光学探测方式,以其优于直接探测方式的诸多特点而广泛应用于激光雷达、激光通信、大气监测、目标探测等方面。随着研究的不断深化和扩展,激光外差探测技术正朝着远距离目标跟踪探测和近距离多普勒成像方向发展。国外Firepond和HI-CLASS等相关系统的建立及开展的一系列实验验证了激光外差方式对几千公里空间目标的跟踪探测能力,Polytec公司基于激光外差探测技术开发的一系列振动检测系统展示了激光外差探测技术在高精度非接触振动测量领域广阔的应用前景。考虑到激光外差探测技术自身的优点和国家实际应用需求,开展激光外差探测技术的研究具有重要意义。国内要实现激光外差探测技术在远程目标跟踪探测及高精度振动检测方面的应用,无论是发射光源技术、光学匹配技术,还是高频信号处理手段,都需要进行一定程度的知识储备和技术积累。为了设计实现高性能激光外差探测系统,需要进行充分的前期研究以指导外差探测系统的优化。本文通过理论分析、数值仿真及实验的方式,对激光外差探测系统光学影响因素展开深入研究,主要工作内容如下:(1)系统地介绍了激光外差探测技术基本理论、湍流理论、部分相干光理论及随机电磁光束理论,为后续研究工作的开展提供了必要的理论基础。(2)通过理论分析和数值仿真,系统分析了湍流条件下光场传输时相干性的变化特性。基于部分相干光传输分析得到的结果,深入研究了部分相干光用于外差探测时光源参数和湍流强度等因素对系统性能的影响,创新性的将湍流功率谱应用于激光外差探测系统性能的分析上,理论分析得到的表达式便于分析失配角等因素对外差探测系统性能的影响。(3)根据随机电磁光束理论,经理论推导和数值分析,研究了电磁光束在真空及湍流中传输时偏振变化的物理本质,创新性的从理论上分析了湍流条件下随机电磁光束用于外差探测时系统的性能,基于理论结果仿真分析了光源参数、湍流条件、探测器尺度等对外差探测系统性能的影响。(4)激光器产生激光时伴随着各种随机因素,这些随机因素致使激光源存在一定的线宽。本文根据统计理论,深入分析了激光线宽对激光外差探测系统探测性能的影响,讨论了不同线宽下外差探测系统输出中频信号的检测问题,并讨论了噪声对中频信号检测结果的影响。在理论分析的基础上,开展了8.1km激光外差探测外场实验,实验所得结果表明,激光线宽不是限制激光外差探测系统作用距离的决定性因素。(5)湍流的随机起伏会造成光场波前的畸变,并引起光场的闪烁、光束扩展、光束漂移等湍流效应。深入研究湍流对外差探测系统性能的影响,有助于提出方案抑制或改善大气湍流对外差探测系统性能的影响。本文基于Rytov近似理论分析了大气湍流对外差探测系统性能的影响。因湍流理论只适用于弱中湍流条件,为分析强湍流对外差探测系统性能的影响,本文借助于模拟的随机相位屏进行了仿真分析。同时,使用静态相位屏模拟大气湍流,实验研究了湍流下外差探测系统的性能表现。(6)光学系统不可避免的会存在像差,分析不同类型像差对外差探测性能的影响可以指导外差用光学系统的设计和优化。根据像差理论,系统分析了不同像差下平面波、高斯光束用于外差探测时系统的性能,所得结果表明球差、离焦对系统性能影响较大。因大气湍流和像差在本质上都是引起光场波前畸变,本文用仿真分析的方式研究了湍流条件下像差对外差探测系统性能的影响。本文从外差探测系统用激光源、光束传输环境、光学系统叁个方面综合分析了激光外差探测系统存在的光学影响因素,通过理论分析、数值仿真、实验研究为激光外差探测技术的进一步发展提供了必要的技术储备。(本文来源于《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2016-04-01）
杨睿韬[10]（2015）在《基于外差双光学频率梳的多波长干涉测距方法研究》一文中研究指出作为一项重大的前沿基础科学研究,引力波的高精度太空探测对激光测距技术提出了百万千米量级测量范围、皮米量级测量精度的极限挑战。在卫星编队飞行等尖端航天领域中,对激光测距技术的需求也达到了数千米至数百千米范围内纳米量级的测量精度。现有经典的激光绝对距离测量技术已经完全无法满足上述需求。近十年来,光学频率梳的出现促进了激光绝对距离测量技术的发展,为满足上述需求提供了潜在可能。但现有基于光学频率梳的多波长激光干涉测距方法仍存在难以同步生成多尺度合成波长以兼顾测量范围、速度与精度,现有频率梳模型与生成方法影响测量精度和各梳齿干涉测距相位难以高精度、快速分离与提取的问题,无法完全满足上述科学与技术领域对绝对距离测量的要求。本课题旨在针对上述问题,为激光绝对距离测量技术提出一种具备兼顾大范围、快速和高精度测距潜力,且便于实现量值溯源的多波长激光干涉测量方法,对该方法进行原理分析及实验室条件20米范围的实验验证。研究成果经继续改进及优化,可推广应用于空间引力波探测和卫星编队飞行控制等前沿科学技术领域。本课题主要研究内容如下:针对现有基于光学频率梳的多波长干涉测距法难以同步生成多尺度合成波长导致测量范围、速度与精度难以兼顾的问题,结合经典多波长激光干涉测距原理和光学频率梳等间隔梳状多光谱的特性,提出了一种基于外差双光学频率梳的多波长干涉测距方法,该方法以中心梳齿偏频锁定、梳齿间距稍有不同的外差双光学频率梳作为光源,利用其中的众多梳齿同步生成了多个不同尺度的粗测和精测合成波长,对光学频率梳中多梳齿的干涉测距信息进行了融合处理,以此建立了基于外差双光学频率梳多波长干涉测距方法的完整理论模型。分析及实验结果表明,该方法可实现大范围、快速、高精度距离测量,对中心15条光学频率梳梳齿所生成第8阶合成波长的干涉测距信息进行有机融合,可将距离20m处静止目标30min连续监测过程中,测相误差引入的距离测量不确定度从21.3?m减小为8?m。针对现有谐振腔增强相位调制型光学频率梳的梳齿功率模型不精确、频率梳生成腔的稳定控制方法引入附加调制等影响多波长干涉测距精度的问题,通过对激光电场强度的迭加计算建立了该类型光学频率梳的精确梳齿功率模型,仿真分析了模型中各参数对频率梳光谱的影响,在此基础上提出了一种基于Pound-Drever-Hall原理的频率梳生成腔腔长稳定控制方法,该方法通过探测谐振腔反射光中包含的梳齿间干涉信号,利用相位调制信号对其解调得到反馈控制所需的误差信号,对该方法中误差信号的生成机理进行了深入讨论和完整建模。仿真及实验结果表明,本文所提出光学频率梳精确梳齿功率模型的模型精度相比现有近似模型提高了一个数量级,利用上述稳定控制方法可以持续稳定的生成梳齿数量达到33条,光谱范围达到294.4GHz的光学频率梳。针对现有信号探测技术仅能提取特定波长干涉测距信息、易受噪声频谱干扰导致难以高精度、快速分离与提取光学频率梳中各梳齿干涉测距相位的问题,提出了一种基于外差双光学频率梳和数字锁相放大的多梳齿测距相位分离与提取方法,该方法利用双声光移频和同步异频驱动技术生成了多波长干涉测距所需的中心梳齿偏频锁定、梳齿间距稍有不同的外差双光学频率梳,通过参考原子时间基准的同步异频驱动信号保证了测量结果向米定义的直接溯源,并根据干涉信号频谱特点,利用数字锁相放大探测技术实现了多梳齿测距相位信息的分离与提取。仿真结果表明,利用上述多梳齿测距相位分离与提取方法对中心15条梳齿的相位测量误差小于±0.01°,相位测量分辨力优于0.001°。最后,根据上述内容对基于外差双光学频率梳的多波长干涉测距系统进行了优化设计,并针对光学频率梳的稳定控制过程、外差双光学频率梳的干涉信号频谱、多梳齿测距相位的分离与提取特性进行了实验验证。在此基础上,结合现有的实验条件测试了所研制的多波长干涉测距系统的稳定性,并参考激光干涉仪对其20m范围内的距离测量不确定度进行了比对测试。实验结果表明,其30min内的测量相对稳定性可达到4.1×10-7,20m范围内的距离测量不确定度小于10.6?m,20m距离处的测量相对不确定度达到5.3×10-7。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-06-01）
光学外差论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着超精密测量领域对测量精度需求的不断提高,国内外学者对外差激光干涉仪展开了进一步的研究,力图实现亚纳米量级测量精度。周期非线性误差是限制外差激光干涉仪精度提高的主要因素,因而周期非线性误差补偿与抑制技术受到越来越多的关注。本文针对传统的周期非线性误差模型未考虑干涉光初始相位的影响,造成实际信号与理论模型不符的问题,在考虑初始相位影响因子的条件下,建立了周期非线性误差修正模型,着重分析了初始相位对周期非线性误差的影响机理。提出采用特征参数提取算法对外差激光干涉仪周期非线性误差进行校正。基于以上原理设计了基于双锁相放大解调方式及特征参数提取校正算法的非线性校正系统,主要研究内容如下:(1)建立了外差激光干涉仪周期非线性误差修正模型。仔细分析传统的非线性误差模型,该模型存在对初始相位影响认识不足,导致补偿中信号不满足基本对称性的问题。对周期非线性误差进行重新建模,实现理论模型与实际测量信号形式相匹配的目的。对比分析初始相位对传统模型和修正模型中不等幅误差、直流偏置误差及非正交误差的影响机理,分析叁差对周期非线性误差的影响机制,着重分析初始相位对周期非线性误差的影响。(2)基于周期非线性误差修正模型,提出采用特征参数提取算法实现对周期非线性误差的校正。实时提出两路解调后信号的特征值,以获得输入信号的幅度和直流偏置值,据此对两路信号的不等幅误差和直流偏置误差进行校正;采用数字加/减法器对两路等幅、无直流偏置误差信号进行非正交误差校正处理,并对信号正交化过程中引入的不等幅误差进行二次修正。解决了干涉信号存在非线性误差及待测目标变速运动下非线性校正的问题。(3)基于双正交锁相放大原理及特征参数提取算法,设计了周期非线性误差校正系统。该系统根据外差激光干涉仪出射的参考信号和测量信号的特性,采用前置信号处理模块对信号进行放大和滤波处理,再由双正交锁相放大模块利用内部产生的参考信号对两路输出信号进行混频滤波解调,最后利用特征参数提取算法对周期非线性误差进行相应的校正处理。搭建外差激光干涉仪的实验装置,对周期非线性误差修正模型准确性及本课题提出的非线性校正系统的性能进行分析。实验结果表明,校正前的非线性误差为±9.07nm,校正后为±0.43nm,本课题设计的校正系统能够实现对外差激光干涉仪的周期非线性误差有效补偿。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光学外差论文参考文献
[1].李振洋,陈明惠,张浩,王成,郑刚.食用油品质的光学低相干外差干涉检测法[J].光学仪器.2018
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