基于相位凝固技术的激光反馈干涉术研究

激光反馈干涉术可使干涉仪本身简单、紧凑、稳定且易准直，但测量精度和分辨率不够高是其研究中亟待解决的问题。本项目以提高激光反馈干涉术的测量分辨率为目的，研究基于相位凝固技术的激光反馈干涉术，以位移传感为应用背景，开展新技术的原理、方法及应用等问题研究。将相位凝固技术结合到激光反馈干涉术中，研究采用特殊的相位调制、数据采样、信号解调技术以及数据重构算法，实现高精度位移测量，并研究方向判定方法，测试系统易于实现微型化，同时可提高抗干扰能力，尤其适合微光机电传感器及微纳测量等应用。研究利用微光机电系统技术及工艺进行基于激光反馈干涉技术的微型位移传感器的设计，并开展在微系统传感器以及微纳器件测试领域的应用研究，为高精度微系统器件参数、特性等研究提供一条有效途径。

激光反馈干涉术利用激光自混合干涉技术，无需参考光路，干涉仪简单、紧凑、稳定且易准直，在测量和传感领域具有广泛的应用前景。本项目以提高激光反馈干涉术的测量分辨率为目的，研究基于相位凝固技术的激光反馈干涉术，以位移传感为应用背景开展研究。取得的成果为：1.建立了激光反馈干涉术理论模型，进行各种影响因素分析，提出基于相位凝固技术的激光反馈干涉系统方案，可有效提高测量系统分辨率，并且可实现在线测量，完成系统设计，并申请了专利；2.研究了相位凝固技术的数据采样方案、信号解调重构算法及判向方法，完成仿真分析验证理论模型正确性，进行误差分析，确定参数范围；3.搭建了基于相位凝固技术的激光反馈干涉实验装置，验证了技术可行性，利用五次采样技术实现了λ/20的测量分辨率；4.进行基于激光反馈干涉技术的微型位移传感器设计，测试系统易于实现微型化，同时可提高抗干扰能力，适合微纳器件的位移及振动测量等应用，为高精度微系统器件参数、特性等研究提供一条有效途径。本项目在论文发表、学术交流、人才培养等方面都达到了预期目标。