基于驱动电压自适应调节的弹光调制 被引量：7

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作者 梁振坤 李晓 +2 位作者 王志斌 李克武 臧晓阳 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期90-98,共9页

弹光调制技术以调制精度高、效率高以及光谱范围宽等优势,应用于光通信、偏振分析、光谱分析等诸多领域然而弹光调制器(PEM)作为一种高品质因数的热-机-电耦合谐振器件,在高压谐振状态下,其谐振频率会随着温度变化发生严重偏移,从而导... 弹光调制技术以调制精度高、效率高以及光谱范围宽等优势,应用于光通信、偏振分析、光谱分析等诸多领域然而弹光调制器(PEM)作为一种高品质因数的热-机-电耦合谐振器件,在高压谐振状态下,其谐振频率会随着温度变化发生严重偏移,从而导致驱动效率与调制效率降低。根据弹光调制器的振动模型,分析了导致弹光调制器温漂的影响因素,提出了基于调制信号跟踪和幅值调节的弹光调制器闭环驱动控制方法,通过测试验证了入射光波长为632.8nm时半波与1/4波状态下的稳定控制,半波状态下的相位调制幅值精度达到0.82%,1/4波状态下的相位调制幅值精确度达到0.44%。 展开更多

关键词 测量 相位调制 弹光调制器 数字锁相技术 温漂模型 反馈控制

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基于电压补偿的弹光调制器稳定性控制方法研究 被引量：7

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作者 王楠 王艳超 +3 位作者 张敏娟 李克武 王金伟 刘文敬 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期419-424,共6页

弹光调制器是由各向同性的弹光晶体和压电晶体组成的热机电耦合器件,其谐振频率随温度变化存在严重漂移,导致弹光调制器工作不稳定。为了实现弹光调制干涉信号的相位延迟量沿正弦规律变化,有必要对影响弹光调制干涉仪的稳定因素进行分... 弹光调制器是由各向同性的弹光晶体和压电晶体组成的热机电耦合器件,其谐振频率随温度变化存在严重漂移,导致弹光调制器工作不稳定。为了实现弹光调制干涉信号的相位延迟量沿正弦规律变化,有必要对影响弹光调制干涉仪的稳定因素进行分析与控制。针对此问题,在建立弹光调制器振动模型和频率温漂模型的基础上,提出了基于数字锁相技术的驱动电压自调节方法。在该方法中,根据弹光调制干涉信号的四倍频与二倍频的比值,基于FPGA调节DDS输出方波信号的占空比以稳定弹光调制干涉信号的相位延迟量。实验结果表明,驱动电压自调节时的相位延迟量变化幅度为0.6%,电压一定时相位延迟量幅度下降了15.6%,证明该方法有效的稳定了相位延迟量,从而提高了弹光调制器的稳定性和调制效率。 展开更多

关键词 弹光调制器 频率温漂 相位延迟量 数字锁相技术

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一种基于占空比自动调节的弹光调制器稳定控制方法 被引量：3

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作者 刘文敬 张敏娟 +2 位作者 李晋华 李克武 李春阳 《国外电子测量技术》 2020年第8期17-21,共5页

弹光调制器是由各向同性的弹光晶体和压电晶体组成的谐振器件,其谐振频率随温度变化会发生漂移,导致弹光调制器工作不稳定,调制效率降低。针对此问题,在弹光调制器工作原理和谐振模型的基础上,提出了一种基于数字合成技术和数字锁相技... 弹光调制器是由各向同性的弹光晶体和压电晶体组成的谐振器件,其谐振频率随温度变化会发生漂移,导致弹光调制器工作不稳定,调制效率降低。针对此问题,在弹光调制器工作原理和谐振模型的基础上,提出了一种基于数字合成技术和数字锁相技术的占空比自动调节驱动控制方法。该方法通过检测驱动电压与反馈电流的相位关系,自动调节驱动信号的占空比,即对驱动电压进行微调。实验结果表明,该方法可在弹光调制器谐振频率漂移时对驱动电压进行实时调节,以满足项目所需的光程差,且将弹光调制器的稳定性提高了5.4%。证明该方法可有效地提升弹光调制器的稳定性和调制效率。 展开更多

关键词 弹光调制器 频率温漂 数字合成技术 数字锁相技术 占空比调节

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考虑静态双折射和圆二色性的弹光调制器偏振特性 被引量：2

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作者 李克武 王黎明 +3 位作者 王志斌 张瑞 李晓 张敏娟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期225-231,共7页

为了进一步理解弹光调制器(PEM)的静态双折射和圆二色性,深入研究了PEM偏振特性。运用Muller矩阵分别描述弹光调制、静态双折射和圆二色性的偏振特性,建立了同时考虑静态双折射和圆二色性的PEM偏振特性模型;对该模型进行理论分析和仿真... 为了进一步理解弹光调制器(PEM)的静态双折射和圆二色性,深入研究了PEM偏振特性。运用Muller矩阵分别描述弹光调制、静态双折射和圆二色性的偏振特性,建立了同时考虑静态双折射和圆二色性的PEM偏振特性模型;对该模型进行理论分析和仿真分析;搭建实验装置并进行了偏振调制实验。实验结果表明理论分析正确合理,PEM的偏振特性应为微小静态双折射、弹光调制和微弱圆二色性效应的组合。此外,还精细测量了其中一个PEM样品的圆二色性值为2.755×10^(-2),静态双折射的相位延迟值b=5.73×10^(-2)rad和方向角α=3.96°。较全面地给出了PEM偏振特性的一般Muller矩阵描述,扩充了弹光偏振调制方面的知识。 展开更多

关键词 物理光学 偏振特性 弹光调制器 静态双折射 圆二色性

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基于SOPC的弹光调制干涉信号高速数据采集 被引量：1

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作者 王丽 安永泉 +4 位作者 王志斌 张敏娟 王耀利 李克武 谭绪祥 《电子器件》 CAS 北大核心 2017年第1期98-102,共5页

针对弹光调制干涉信号频率高的特点及实时处理的要求,设计一种基于SOPC(System-on-a-Programmable-Chip)技术的可脱离PC环境的弹光调制干涉信号高速数据采集平台。通过在FPGA片上系统调用嵌入式软核处理器(Micro-Blaze),调整系统各部分I... 针对弹光调制干涉信号频率高的特点及实时处理的要求,设计一种基于SOPC(System-on-a-Programmable-Chip)技术的可脱离PC环境的弹光调制干涉信号高速数据采集平台。通过在FPGA片上系统调用嵌入式软核处理器(Micro-Blaze),调整系统各部分IP核参数的方法,实现干涉信号的实时采集和处理。对卤钨灯光源经调制后的干涉信号进行采集和处理验证实验,实验结果表明,该系统可以对最大光程差为69.608μm的干涉信号进行实时采集与存储,采集的信号波形与实际弹光特性相一致。 展开更多

关键词 FPGA 弹光调制 SOPC IP核 MICRO Blaze

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弹光调制器的频率漂移特性及其傅里叶变换光谱的稳定性研究 被引量：10

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作者 张敏娟 刘文敬 +3 位作者 王志斌 徐美芳 张瑞 李春阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期211-218,共8页

弹光调制器作为高Q值的谐振器件,在高压谐振下,其谐振频率将随着自身温度升高漂移,影响了弹光调制干涉仪的稳定性和重建光谱的准确性。在建立弹光调制器振动模型和频率温漂模型的基础上,提出了基于频率跟踪和幅值调节的弹光调制器双闭... 弹光调制器作为高Q值的谐振器件,在高压谐振下,其谐振频率将随着自身温度升高漂移,影响了弹光调制干涉仪的稳定性和重建光谱的准确性。在建立弹光调制器振动模型和频率温漂模型的基础上,提出了基于频率跟踪和幅值调节的弹光调制器双闭环自适应驱动控制方法。在该方法中,采用数字锁相技术的频率自扫描方法实现驱动频率对弹光调制器谐振频率的跟踪;基于检测参考激光干涉图的最大光程差的变化调节驱动信号的幅值,以实现重建光谱的稳定控制,同时基于参考激光的最大光程差参数实现重建光谱的定标。在实验中该驱动控制方法应用到弹光调制傅里叶变换光谱仪中,实现了驱动频率对弹光调制器谐振频率的实时跟踪和高压功放电路的幅值调节,使得干涉图的最大光程差稳定在0.236 nm左右,其精密度为3.3%;重建光谱的最大相对误差为2.5%。此实验验证了该方法能有效稳定弹光调制傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率。 展开更多

关键词 弹光调制器 频率温漂 数字锁相技术 最大光程差

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基于单光弹调制器的米勒矩阵测量技术 被引量：4

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作者 曹绍谦 步扬 +3 位作者 王向朝 李思坤 汤飞龙 李中梁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期122-129,共8页

针对已有米勒矩阵测量方法的不足,提出了一种基于单光弹调制器的米勒矩阵测量技术,给出了米勒矩阵测量优化算法及系统参数两步校准法。该技术通过两步校准法对系统参数进行校准测量,利用优化算法计算得到待测样品的米勒矩阵。实验结果表... 针对已有米勒矩阵测量方法的不足,提出了一种基于单光弹调制器的米勒矩阵测量技术,给出了米勒矩阵测量优化算法及系统参数两步校准法。该技术通过两步校准法对系统参数进行校准测量,利用优化算法计算得到待测样品的米勒矩阵。实验结果表明,待测1/4波片相位延迟量测量值为90.4185°,误差在标称偏差λ/300以内,快轴方位角测量值为0.2348°,误差在最大旋转误差0.4°以内。同快轴方位角为0°的1/4波片标准米勒矩阵相比,待测1/4波片米勒矩阵各元素最大相对误差的直接测量值和间接测量值分别为1.97%和0.83%,均小于最大相对误差的模拟仿真值2.11%。通过提高旋转台的读数精度和减小相位延迟量的标称偏差,可以进一步减小米勒矩阵各元素的最大相对误差。 展开更多

关键词 测量 偏振 米勒矩阵 单光弹调制器 校准

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弹光调制傅里叶变换光谱技术研究 被引量：3

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作者 陈友华 王召巴 +3 位作者 王志斌 王艳超 李永帅 张宇寒 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1502-1505,共4页

为进一步提高弹光调制傅里叶变换光谱仪光谱分辨率,提出了一种折返式弹光调制干涉仪结构,该结构通过在弹光晶体前后表面镀制相互交错的的全反射膜,并让入射光线以约10°的倾斜角入射,使得被测光束在晶体内部产生多次反射,增大光在... 为进一步提高弹光调制傅里叶变换光谱仪光谱分辨率,提出了一种折返式弹光调制干涉仪结构,该结构通过在弹光晶体前后表面镀制相互交错的的全反射膜,并让入射光线以约10°的倾斜角入射,使得被测光束在晶体内部产生多次反射,增大光在干涉仪中的传播距离并提高了调制光程差。建立了折返式弹光调制傅里叶变换光谱仪干涉-光谱反演数学模型,并在此基础上设计搭建了相应的前置收集光系统,并进行了激光光源和氙灯光源的遥测实验,实验所得干涉条纹清晰、稳定,结果表明,所设计的多次反射式弹光调制傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率达到13cm-1,且该方案使得光线在晶体内部产生反射,降低了光能损失,保证了系统性噪比。最后的光谱反演结果表明,所设计光谱系统的技术可行,为后续的样机研制以及光谱、辐射标定等工作奠定了基础。 展开更多

关键词 弹光调制干涉仪 折返式 傅里叶变换光谱仪 光谱分辨率

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弹光调制干涉图最大光程差的稳定性及检测技术研究 被引量：3

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作者 张敏娟 王志斌 +2 位作者 李晓 李晋华 王艳超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1436-1439,共4页

为了提高弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTs)中复原光谱的准确度和稳定性,有必要对弹光调制干涉图的最大光程差的稳定性和检测技术进行研究。弹光调制干涉图的最大光程差是一个不确定量,与弹光调制器的谐振状态、频率温漂特性以及驱动... 为了提高弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTs)中复原光谱的准确度和稳定性,有必要对弹光调制干涉图的最大光程差的稳定性和检测技术进行研究。弹光调制干涉图的最大光程差是一个不确定量,与弹光调制器的谐振状态、频率温漂特性以及驱动电压等因素有关。因此,本课题在研究弹光调制干涉仪工作机理基础上,建立弹光调制器的频率温漂模型和光程差变化关系;提出以驱动信号为基准,对激光干涉信号过零计数的方式实现干涉图的最大光差检测,且将双通道的高速比较器与FPGA相结合,实现正弦波到方波转换、快速的过零计数和误差补偿。经试验验证,采用670.8nm的激光为参考光源,通过过零计数的方式,能实现最大光程差77.471μm的检测,其测量误差小于0.167nm,复原的红外黑体光谱的最大峰值波长偏差小于2nm。 展开更多

关键词 弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS) 干涉图 最大光程差 过零计数

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基于单光弹调制器的米勒矩阵测量误差分析 被引量：1

10

作者 曹绍谦 步扬 +3 位作者 王向朝 李思坤 汤飞龙 李中梁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期157-163,共7页

针对已有单光弹调制器米勒矩阵测量技术缺乏定量误差分析的不足,提出了单光弹调制器米勒矩阵测量误差方程,给出了相对误差分析方法,并结合矩阵条件数得到了降低米勒矩阵各元素最大相对误差的两组1/4波片方位角优化组合。实验结果表明,... 针对已有单光弹调制器米勒矩阵测量技术缺乏定量误差分析的不足,提出了单光弹调制器米勒矩阵测量误差方程,给出了相对误差分析方法,并结合矩阵条件数得到了降低米勒矩阵各元素最大相对误差的两组1/4波片方位角优化组合。实验结果表明,该两组1/4波片方位角优化组合,测量得到的待测1/4波片米勒矩阵各元素的最大相对误差分别为0.12%和0.20%,相比传统1/4波片方位角优化组合{-90°,-45°,30°,60°}条件下得到的各元素最大相对误差为0.83%,分别降低了85.54%和75.90%。 展开更多

关键词 测量 偏振 米勒矩阵 单光弹调制器 误差方程 条件数

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基于USB接口的DSP实时数据采集处理系统 被引量：2

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作者 王宗宝 孔春林 +1 位作者 王克逸 严峻 《工业仪表与自动化装置》 2005年第4期48-49,28,共3页

已成为PC标准的通用串行总线USB具有宽带宽、高速和智能化串口的互连技术,该文介绍了基于USB接口技术对高速光弹调制偏振光信号进行DSP实时数据采集处理的系统,可以实现较传统方式更有效、更经济、更高速的数据采集、处理和传输。针对... 已成为PC标准的通用串行总线USB具有宽带宽、高速和智能化串口的互连技术,该文介绍了基于USB接口技术对高速光弹调制偏振光信号进行DSP实时数据采集处理的系统,可以实现较传统方式更有效、更经济、更高速的数据采集、处理和传输。针对光学各向异性样品的数据采集和处理过程能在1ms内完成,实现真正意义上的实时处理。 展开更多

关键词 数字信号处理器 通用串行总线 数据采集 实时处理 光弹调制

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