研究目的
提出一种基于多普勒效应的激光自混合干涉测量(SMI)中频率偏移的新方法,以提高检测灵敏度,相比传统的声光调制器(AOM)方法具有调节便捷和成本低的优点。
研究成果
基于旋转盘的多普勒频移方法有效提高了SMI灵敏度,为AOM技术提供了一种低成本且简单的替代方案。实验结果与模拟相符,验证了该方法的可靠性。未来工作将探究表面粗糙度和旋转盘参数等影响因素,以深化理解并拓展应用潜力。
研究不足
由于系统中缺乏相关传感器,无法确定激光光斑位置处的精确转速,因此分析仅限于定性结果。该方法在不同表面粗糙度、转速以及RD倾斜角度下的性能还需进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于多普勒效应的新型频率偏移方法,通过旋转圆盘(RD)提升扫描迈克耳孙干涉仪(SMI)灵敏度。理论分析包含多普勒频移和时延速率方程。
2:样本选择与数据来源:
实验使用具有特定参数的微芯片(MC)固态激光器(SSL),数据通过光电二极管(PD)采集并由示波器分析。
3:实验设备与材料清单:
包括旋转圆盘(RD)、微芯片固态激光器(MC)、光电二极管(PD)、示波器(Tektronix TBS1052B)及名为STM32F103ZET6的微控制器单元(MCU)。
4:实验流程与操作步骤:
旋转圆盘由微控制器(MCU)产生的PWM波驱动电机控制。光电二极管检测的信号经放大后传输至示波器分析。
5:数据分析方法:
通过分析信号的功率谱观察弛豫振荡峰和多普勒峰,并据此估算信噪比(SNR)提升效果。
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oscilloscope
TBS1052B
Tektronix
For observing and analyzing the signal detected by the photodiode.
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PZT
PE4
Thorlabs
Used in the displacement sensing system to test the performance of the method.
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high voltage controller
MDT694B
Thorlabs
Drives the PZT in the displacement sensing system.
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microcontroller unit
STM32F103ZET6
Generates a pulse-width modulation (PWM) wave to control the direct-current motor driving the rotating disk.
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