多轴分光镜组分光偏振特性检测技术研究

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1、硕士学位论文多轴分光镜组分光偏振特性检测技术研究RESEARCHONTHEBEAM-SPLITTINGQUALITYDETECTIONFORMULTI-AXISDIFFERENTIALINTERFEROMETER梁耀廷哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TH741.4学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开硕士学位论文多轴分光镜组分光偏振特性检测技术研究硕士研究生：梁耀廷导师：陆振刚副教授申请学位：工程硕士学科：仪器仪表工程所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified

2、Index:TH741.4U.D.C:621.3DissertationfortheMasteralDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEBEAM-SPLITTINGQUALITYDETECTIONFORMULTI-AXISDIFFERENTIALINTERFEROMETERCandidate：YaotingLiangSupervisor：AssociateProf.LuZhengangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentE

3、ngineeringAffiliation：DepartmentofAutomaticTestingandControlDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来，双频激光干涉仪朝着微型化、模块化、无源化、多轴化等方面不断发展，对高质量的多轴分光镜组需求日益迫切。干涉测量中镜组的应用虽然避免了部分器件的装配误差，但测量结果仍存在着非线性误差，制约了系统精度的进一步提高。本文总结了多轴镜组

4、干涉测量中造成非线性误差的原因，比较了分光镜传统测量方法与新型测量方法的优缺点，提出了多轴镜组分光特性检测方案，建立了针对该方案的求解模型；最后，通过设计光电转换电路和数据采集系统，成功实现了镜组分光特性参数的检测。课题主要研究的内容如下：1.提出一种完善的多轴镜组分光特性测量方案。方案通过旋转待测镜组前的起偏棱镜，使经过镜组分光后两路光线光强发生改变，通过从理论上推导光路中各个器件对光线偏振态的影响，建立了一个包含双频激光椭圆极化角、非正交角、镜组等效能量透射率与反射率以及放置误差等参数的整体测量模型，完成了对这些参数的理论求解。2.设计完

5、成多轴分光镜组分光偏振特性测量系统。课题设计了基于PIN探测器的高精度、大带宽光电转换电路；基于FPGA和DSP的数据采集系统硬件电路；基于LabVIEW的上位机控制程序以及基于MATLAB的数据处理程序，实现了对双路光强变化的数据采集以及处理。3.对整个测量系统的各个模块进行了测试与分析，对存在误差的主要模块进行了软件矫正处理。最后，本系统成功实现了多轴镜组分光特性参数的检测，测量的镜组等效能量透射率及其标准差为97.74%±0.07%，等效能量反射率为98.87%±0.08%，光源非正交角为0.506°±0.050°，椭圆极化角为-0.2

6、25°±0.007°与-0.440°±0.008°，放置的旋转角度误差为-0.297°±0.031°。关键字：多轴分光镜组；非线性误差；分光特性；位置误差I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,thedual-frequencylaserinterferometerprogressedtowardsthedirectionofminiaturization,modular,passivity,multi-axisandsoon.Thedemandforhighqualitymulti-axisdiffere

7、ntialinterferometerisincreasinglyurgent.Althoughdifferentialinterferometeravoidssomeassemblyerrorsofinterferencemeasurementsystem,therearestillnonlinearerrorsinmeasurementthatrestrictedtheaccuracyofdualinterferometersystem.Inthispaper,theauthoranalyzedandsummarizedthenonlin

8、earinterferometricmeasurementerrorsduringmulti-axisinterferometricmeasurementfirst