论文摘要
本论文以He-Ne激光为光源,研究了等厚干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪（M-Z干涉仪）分振幅干涉中的光能量分配特性,由此得到能量差分干涉条纹曲线。利用干涉仪光能量分配的变化特性研究其应用,提出采用连续改变干涉光场接收面积从而获得光场能量变化曲线的能量差分干涉测量技术,理论和实验验证了这种干涉测量方法对消除光本底噪声和机械震动影响的作用与效果。理论分析了平板等厚干涉中透射光场和反射光场的光能量随两平板表面夹角的变化特性。计算结果表明,两表面夹角α越大,反射光场和透射光场的光能量变化越小,当α足够大时能量趋于一稳定值。利用这一特性可对干涉测量仪器中的光源功率不稳定和杂散光进行补偿,本文介绍了应用于激光干涉膨胀仪的光能量补偿方法。详细介绍了基于M-Z干涉仪的能量差分干涉测量技术原理,理论推导了激光M-Z干涉仪中两个垂直输出光场的能量分配随两相干光束夹角的变化规律,证明了两垂直输出光场干涉图样具有互补对称性。在此基础上提出能量差分干涉测量方法,通过在M-Z干涉仪的准直装置中加入一个可变光阑,随着光阑孔直径的变化,两垂直输出光场的能量随之改变,将这两个光场的能量进行差分放大,就可以得到与干涉条纹变化周期和相位完全一样的干涉条纹曲线。分析了差分干涉测量技术对背景光和杂散光的消除原理,以及对干涉条纹抖动的积分补偿原理,由于外界的影响会同时引起两幅干涉图像的对称变化,能量差分和积分平均在一定条件下可较好地消除振动的影响。工作中的主要创新点:1、提出一种基于M-Z干涉仪的能量差分干涉测量方法。2、与常规干涉测量不同,探测或处理的干涉条纹不是局部的信号,而是整个干涉场的光能量,从而提高了探测灵敏度。3、利用M-Z干涉仪两输出光场的互补特性,采用差分放大的信号输出作为干涉条纹波形,消除了本底光信号,具有很高的条纹信号对比度。4、能量差分干涉测量方法在一定条件下可较好地消除机械振动引起的干涉条纹抖动影响。
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标签：马赫曾德尔干涉仪论文; 差分干涉测量论文; 抗抖动论文;