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基于内调制的光纤干涉振动测量系统研究
被引量：
1
1
作者
贾鹏
谢建东
+2 位作者
楼盈天
杨晔
杨涛
《光电工程》
北大核心
2025年第1期10-22,共13页
研制了一种基于内调制的光纤干涉振动测量系统。对分布式反馈激光器(DFB)进行电流内调制,产生正弦频率调制单频激光。经光纤环形器与光纤微探头输出测量光对振动源进行干涉测量,返回的测量光与光纤微探头自反射的参考光进行干涉获得相...
研制了一种基于内调制的光纤干涉振动测量系统。对分布式反馈激光器(DFB)进行电流内调制,产生正弦频率调制单频激光。经光纤环形器与光纤微探头输出测量光对振动源进行干涉测量,返回的测量光与光纤微探头自反射的参考光进行干涉获得相位生成载波(PGC)干涉信号。基于可编程逻辑门阵列(FPGA)数字信号处理平台设计了PGC干涉信号解调算法,通过5参数椭圆拟合提取附加光强调制等因素引入的误差系数,对相位非线性误差进行补偿,实现振动位移的高精度测量,并采用快速傅里叶变换(FFT)算法对振动位移频谱进行分析。进行了理论分析并搭建了振动测量系统,开展了干涉信号解调实验、位移测量实验和振动测量实验。实验结果表明,该系统的振动频率范围覆盖1142 Hz;在10μm的位移步进实验中,测量结果的平均偏差为0.173μm;振动频率的分辨力为1.221 Hz,谐波失真率小于1.36%;有望应用于精密振动测量领域。
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关键词
振动测量
内调制
微探头
相位生成载波
椭圆拟合
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职称材料
基于改进遗传算法的离散波长消色差氧化石墨烯平面透镜逆向设计方法
2
作者
李雪岩
于浩文
陈玉玺
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第4期11-22,共12页
纳米光学成像技术是现代光学成像系统和光学测量系统的主要手段之一,但是传统宽波段消色差超透镜随着工作波长数量的增加而引入的单元结构复杂度骤增、成像效率降低、聚焦分辨力降低等问题,限制了高性能、集成化微型光学系统的发展。氧...
纳米光学成像技术是现代光学成像系统和光学测量系统的主要手段之一,但是传统宽波段消色差超透镜随着工作波长数量的增加而引入的单元结构复杂度骤增、成像效率降低、聚焦分辨力降低等问题,限制了高性能、集成化微型光学系统的发展。氧化石墨烯是一种具有高折射率和高透射率的二维材料,通过激光直写技术将氧化石墨烯的特定区域热还原为还原氧化石墨烯,其材料的光学性能发生改变,因此可以制作成氧化石墨烯超薄平面透镜。针对氧化石墨烯透镜的离散波长色散问题,提出了一种基于改进遗传算法的氧化石墨烯透镜逆向设计方法。通过设置遗传算法的优化目标,引入目标函数的惩罚因子,对透镜结构进行目标性优化,可以设计出能够对离散波长进行单一焦点等强度聚焦的氧化石墨烯透镜。使用真空过滤法和飞秒激光直写技术加工了所设计的氧化石墨烯透镜(厚度约200 nm),并对其聚焦特性进行了表征。实验结果表明,该透镜可对450、550以及650 nm入射波长进行出色的色散调控,与预设焦距的最大偏差仅为2.23%。该透镜对工作波长的焦点平均径向半峰全宽为324.3 nm,可以达到超衍射极限聚焦。该设计方法为需要高分辨率、宽波段色散控制的微型光学系统提供了新的可能。
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关键词
氧化石墨烯
超平面透镜
多波长色散调控
逆向设计
改进遗传算法
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职称材料
题名
基于内调制的光纤干涉振动测量系统研究
被引量：
1
1
作者
贾鹏
谢建东
楼盈天
杨晔
杨涛
机构
浙江理工大学精密测量技术实验室
出处
《光电工程》
北大核心
2025年第1期10-22,共13页
基金
国家重点研发计划(2022YFF0705803)
浙江理工大学科研基金(11122932612222,23222133-Y)。
文摘
研制了一种基于内调制的光纤干涉振动测量系统。对分布式反馈激光器(DFB)进行电流内调制,产生正弦频率调制单频激光。经光纤环形器与光纤微探头输出测量光对振动源进行干涉测量,返回的测量光与光纤微探头自反射的参考光进行干涉获得相位生成载波(PGC)干涉信号。基于可编程逻辑门阵列(FPGA)数字信号处理平台设计了PGC干涉信号解调算法,通过5参数椭圆拟合提取附加光强调制等因素引入的误差系数,对相位非线性误差进行补偿,实现振动位移的高精度测量,并采用快速傅里叶变换(FFT)算法对振动位移频谱进行分析。进行了理论分析并搭建了振动测量系统,开展了干涉信号解调实验、位移测量实验和振动测量实验。实验结果表明,该系统的振动频率范围覆盖1142 Hz;在10μm的位移步进实验中,测量结果的平均偏差为0.173μm;振动频率的分辨力为1.221 Hz,谐波失真率小于1.36%;有望应用于精密振动测量领域。
关键词
振动测量
内调制
微探头
相位生成载波
椭圆拟合
Keywords
vibration measurement
internal modulation
microprobes
phase generated carrier
ellipse fitting
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于改进遗传算法的离散波长消色差氧化石墨烯平面透镜逆向设计方法
2
作者
李雪岩
于浩文
陈玉玺
机构
浙江理工大学
激光
精密
测量
技术
实验室
出处
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第4期11-22,共12页
基金
浙江省自然科学基金委(LQ23F050014)
国家自然科学基金(62405282)项目资助。
文摘
纳米光学成像技术是现代光学成像系统和光学测量系统的主要手段之一,但是传统宽波段消色差超透镜随着工作波长数量的增加而引入的单元结构复杂度骤增、成像效率降低、聚焦分辨力降低等问题,限制了高性能、集成化微型光学系统的发展。氧化石墨烯是一种具有高折射率和高透射率的二维材料,通过激光直写技术将氧化石墨烯的特定区域热还原为还原氧化石墨烯,其材料的光学性能发生改变,因此可以制作成氧化石墨烯超薄平面透镜。针对氧化石墨烯透镜的离散波长色散问题,提出了一种基于改进遗传算法的氧化石墨烯透镜逆向设计方法。通过设置遗传算法的优化目标,引入目标函数的惩罚因子,对透镜结构进行目标性优化,可以设计出能够对离散波长进行单一焦点等强度聚焦的氧化石墨烯透镜。使用真空过滤法和飞秒激光直写技术加工了所设计的氧化石墨烯透镜(厚度约200 nm),并对其聚焦特性进行了表征。实验结果表明,该透镜可对450、550以及650 nm入射波长进行出色的色散调控,与预设焦距的最大偏差仅为2.23%。该透镜对工作波长的焦点平均径向半峰全宽为324.3 nm,可以达到超衍射极限聚焦。该设计方法为需要高分辨率、宽波段色散控制的微型光学系统提供了新的可能。
关键词
氧化石墨烯
超平面透镜
多波长色散调控
逆向设计
改进遗传算法
Keywords
graphene oxide
flat lens
multi-wavelength dispersion control
inverse design
improved genetic algorithm
分类号
TH744 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于内调制的光纤干涉振动测量系统研究
贾鹏
谢建东
楼盈天
杨晔
杨涛
《光电工程》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于改进遗传算法的离散波长消色差氧化石墨烯平面透镜逆向设计方法
李雪岩
于浩文
陈玉玺
《仪器仪表学报》
北大核心
2025
0
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