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基于相位调制器与Fabry-Perot干涉仪的激光多普勒频移测量方法

杜军 赵卫疆 曲彦臣 陈振雷 耿利杰

基于相位调制器与Fabry-Perot干涉仪的激光多普勒频移测量方法

杜军, 赵卫疆, 曲彦臣, 陈振雷, 耿利杰
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  • 提出了一种激光多普勒频移测量方法, 此方法利用正弦相位调制使信号光在原频率成分基础上产生正负一阶边带, 再由Fabry-Perot干涉仪对调制光振幅和相位进行调整, 使其产生固定频率的拍频信号, 利用此拍频信号的振幅随频率变化而变化的性质来进行多普勒频移测量. 通过理论分析证明该方法具有很高的测量精度, 加工装调难度不大, 兼顾了普通相干与非相干探测方法的优势. 另外通过实验证明该方法的正确性与可行性, 并通过与普通非相干方式比较发现该方法在测量精度上可以提高 约1个数量级.
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项基金(批准号:HIT.NSRIF.2014043)和可调谐激光技术国家级重点实验室基金资助的课题.
    [1]

    Jia X J, Liu F N, Fu S G, Liu Y G, Yuan S Z, Dong X Y 2007 Chin. Phys. 16 2993

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    Li Y C, Zhang L, Yang Y L, Gao L, Xu B, Wang C H 2009 Acta Phys. Sin. 58 5473 (in Chinese) [李彦超, 章亮, 杨彦玲, 高龙, 徐博, 王春晖 2009 物理学报 58 5473]

    [4]

    Qin J X, Xi L X, Zhang X G, Tian F 2011 Chin. Phys. B 20 114201

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    Wang X L, Zhou P, Ma Y X, Ma H T, Xu X J, Liu Z J, Zhao Y J 2010 Acta Phys. Sin. 59 5474 (in Chinese) [王小林, 周朴, 马阎星, 马浩统, 许晓军, 刘泽金, 赵伊君 2010 物理学报 59 5474]

    [6]

    Bai Y, Zhao W J, Ren D M, Qu Y C, Liu C, Yuan J H, Qian L M, Chen Z L 2012 Acta Phys. Sin. 61 094218 (in Chinese) [白岩, 赵卫疆, 任德明, 曲彦臣, 刘闯, 袁晋鹤, 钱黎明, 陈振雷 2012 物理学报 61 094218]

    [7]

    Shen F H, Shu Z F, Sun D S, Wang Z C, Xue X H, Chen T D, Dou X K 2012 Acta Phys. Sin. 61 030702 (in Chinese) [沈法华, 舒志峰, 孙东松, 王忠纯, 薛向辉, 陈廷娣, 窦贤康 2012 物理学报 61 030702]

    [8]

    Pu L L, Zhou Y, Sun J F, Shen B L, Lu W, Liu L R 2011 Acta Opt. Sin. 31 1228002 (in Chinese) [濮莉莉, 周 煜, 孙剑锋, 沈宝良, 鲁伟, 刘立人 2011 光学学报 31 1228002]

    [9]

    Du J, Ren D M, Zhao W J, Qu Y C, Chen Z L, Geng L J 2013 Chin. Phys. B 22 024211

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    Eric D B 2001 Am. J. Phys. 69 79

    [11]

    Seel S, Storz R, Ruoso G, Mlynek J, Schiller S 1997 Phys. Rev. Lett. 78 4741

    [12]

    Gary C B 1980 Opt. Lett. 5 15

    [13]

    Tang L, Shu Z F, Dong J H, Wang G C, Wang Y T, Xu W J, Hu D D, Chen T D, Dou X K, Sun D S, Cha H 2010 Chin. Opt. Lett. 8 726

    [14]

    Xia H Y, Dou X K, Sun D S, Shu Z F, Xue X H, Han Y, Hu D D, Han Y L, Cheng T D 2012 Opt. Express 20 15286

    [15]

    Xia H, Sun D, Yang Y, Shen F, Dong J, Kobayashi T 2007 Appl. Opt. 46 7120

    [16]

    Zhao L, Tian X J, Liang L, Zheng C T, Wang Y D 2012 J. Jilin Univ. 30 5 (in Chinese) [赵玲, 田小建, 梁磊, 郑传涛, 王一丁 2012 吉林大学学报 30 5]

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  • [1] 杜军, 杨娜, 李峻灵, 曲彦臣, 李世明, 丁云鸿, 李锐. 相位调制激光多普勒频移测量方法的改进. 物理学报, 2018, 67(6): 064204. doi: 10.7498/aps.67.20172049
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    [16] 唐智灵, 于立娟, 李思敏. 基于高速移动通信的虚拟天线阵列理论研究. 物理学报, 2016, 65(7): 070701. doi: 10.7498/aps.65.070701
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    [20] 谢红云, 金冬月, 何莉剑, 张 蔚, 张万荣, 王 圩, 王 路. 基于DFB激光器的光学微波信号的产生. 物理学报, 2008, 57(7): 4558-4563. doi: 10.7498/aps.57.4558
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-15
  • 修回日期:  2013-06-16
  • 刊出日期:  2013-09-20

基于相位调制器与Fabry-Perot干涉仪的激光多普勒频移测量方法

  • 1. 哈尔滨工业大学, 可调谐激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150080
    基金项目: 

    中央高校基本科研业务费专项基金(批准号:HIT.NSRIF.2014043)和可调谐激光技术国家级重点实验室基金资助的课题.

摘要: 提出了一种激光多普勒频移测量方法, 此方法利用正弦相位调制使信号光在原频率成分基础上产生正负一阶边带, 再由Fabry-Perot干涉仪对调制光振幅和相位进行调整, 使其产生固定频率的拍频信号, 利用此拍频信号的振幅随频率变化而变化的性质来进行多普勒频移测量. 通过理论分析证明该方法具有很高的测量精度, 加工装调难度不大, 兼顾了普通相干与非相干探测方法的优势. 另外通过实验证明该方法的正确性与可行性, 并通过与普通非相干方式比较发现该方法在测量精度上可以提高 约1个数量级.

English Abstract

参考文献 (16)

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