精密激光干涉测距电路系统研究

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1、ByLiBingADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringXi’anInstituteofOptics&PrecisionMechanics，ChineseAcademyofScienceMay,2013科研道德声明㈣秉承研究所严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果

2、。论文中所引用的内容都已给予了明确的注释和致谢。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：丞兰。日期：圣型三!里￡三2知识产权声明本人完全了解中科院西安光学精密机械研究所有关保护知识产权的规定，即：研究生在所攻读学位期间论文工作的知识产权单位系中科院西安光学精密机械研究所。本人保证离所后，发表基于研究生工作的论文或使用本论文工作成果时必须征得产权单位的同意，同意后发表的学术论文署名单位仍然为中科院西安光学精密机械研究所。产权单位有权

3、保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；产权单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：垒耋日期：兰：!!：!』：兰l导师签名：日期：跏cb§簧专(致谢时光飞逝，转眼间三年的硕士学习、生活即将结束，又将开始新的征程，在硕士论文即将完成之际，谨向多年来给予我关心、爱护、支持、鼓励和帮助过我的老师、同学、朋友和亲人致以最诚挚的谢意!首先要感谢我的导师汶德胜研究员，是他给了我参与重大科研装备研制项目《便携式、多功能精密激光跟踪测量系统研制》的机会，论文的选题、

4、撰写和修改的每一个环节都是在汶老师的关怀和指导下完成的。汶老师的严谨的治学态度、忘我的工作精神、深厚的学术造诣及对科研事业的奉献精神都使我终身受益，在此祝愿老师身体健康，工作顺利，阖家幸福!其次要衷心的感谢我的导师朱少岚副研究员，朱老师严谨的工作作风、广博的知识、平易近人的人品都深深的影响了我，教育了我，给我树立了很好的榜样。朱老师不仅在学习和工作上给予我指导和帮助，生活上也是关心入微。跟随朱老师的两年里，朱老师教给我了很多东西，从学习到生活，从工作到为人处事，在此，谨对朱老师的辛勤培养和无私的关怀表达我深深的敬意和衷心的感谢。特别感谢

5、中国科学院北京光电研究院的周维虎研究员，周老师工作认真负责、平易近人，在项目工作和为人处事上，周老师给了我很多的指导和帮助。感谢光电室的折文集副研究员；感谢瞬态室的何浩东师兄、高存孝师兄、曹宗英师兄、牛林全师兄；感谢师姐赵素文；他们在课题研究和论文写作中给予我诸多指导、帮助和鼓励。感谢空间室和研究生部的各位领导和老师。他们为我创造了良好的科研、学习和生活条件，并在工作上给我支持和帮助。感谢办公室的李刚、席江波、刘辉、兀颖、王红娟、汪竞、刘齐民、王鑫等，他们在学习和生活中给了我很多的帮助。最后感谢我家人的理解、支持和帮助，他们的关怀和期望

6、是我取得进步的动力。I摘要测量是人类认识自然和改造自然的重要手段之一。现代工业中，从零件的加工到机械的装配、调整，都离不开高精度的测量，否则无法保证产品的质量，因此，精密测量技术具有重要的现实意义。该技术在纳米测量、生物工程、材料科学、微电子以及超精加工等领域有广泛的应用前景，对我国国防工业和国民经济的发展具有重要意义。本文研究内容和主要工作如下：l、根据跟踪仪的工作要求，分析介绍了一种增量式干涉测量原理和一种绝对式干涉测量原理，并给出了两测量方法在跟踪仪的断光过程中的续接切换控制方法，对于提高跟踪仪的续接精度有重要意义。2、文中介绍了

7、一种半导体激光器稳频技术(Pound—Drever—Hall)，并进行了相关设计参数的仿真，仿真实验证明该方法有较好的频率误差输出，对于半导体激光器稳频的设计有很大参考价值。3、分析研究了干涉产生的原理和现象，介绍了一种迈克尔逊干涉仪的构成光路，并利用干涉信号的特点，采用了一种利用共轭抑制的方法，对干扰噪声进行有效抑制，提高信号测量的精度。4、为提高干涉信号的信噪比，满足跟踪仪的目标移动速度，文中设计采用了一种高干扰抑制能力、宽带宽的仪器仪表专用的三运放结构的集成放大电路MAX4445，实验表明，系统可在目标以4m／s的速度移动时，测量

8、精度达微米量级，完全满足跟踪仪的设计要求。5、提出了一种基于二次细分的阈值干涉信号的细分方法，通过设定阈值增设盲区，可以实现对存在正交信号和幅值误差的信号的准确细分。通过动态区间分配法来消除起始区间误差，实