研究目的
开发并展示一种利用飞秒光学频率梳进行光谱干涉测量的绝对距离测量方法，重点通过解决相位噪声问题提高测量精度和鲁棒性，并扩展非模糊范围以实现长距离测量。
研究成果
PDSEH方法为绝对距离测量提供了一种稳健且高精度的方案，在70米范围内实现了75纳米的标准偏差和优于30微米的分辨率，相对精度达到3.1×10??。该方法在处理相位噪声方面优于传统FT方法，适用于计量学和制造业等领域的任意距离测量。
研究不足
该方法对温度、压力和湿度等环境因素敏感，这些因素会影响空气折射率。若不加以抑制，长距离测量中的相位噪声会影响精度。该装置需要精确控制和校准，且最大测量距离受限于光源的相干长度。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用飞秒光学频率梳结合光谱干涉测量法，通过迈克尔逊干涉仪结构测量距离延迟。提出的PDSEH方法（希尔伯特变换信号包络相位解调）与传统的FT方法（带通滤波+傅里叶变换）进行相位解包裹对比。
2：样本选择与数据来源：
在中国计量科学研究院80米长光学隧道内开展测量，环境条件（温度、气压、湿度）受控。使用光谱分析仪采集数据。
3：实验设备与材料清单：
飞秒光源（Onefive Origami-15）、铷钟（SRS FS725）、光电探测器（Menlo Systems FPD510-F）、频率计数器（Agilent 53220A）、光谱分析仪（YOKOGAWA AQ6370D-20）、氦氖干涉仪（Agilent 5519B）、光纤分束器、环形器、准直器、耦合器、角锥棱镜。
4：5）、铷钟（SRS FS725）、光电探测器（Menlo Systems FPD510-F）、频率计数器（Agilent 53220A）、光谱分析仪（YOKOGAWA AQ6370D-20）、氦氖干涉仪（Agilent 5519B）、光纤分束器、环形器、准直器、耦合器、角锥棱镜。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：飞秒激光经光纤迈克尔逊干涉仪分为参考臂和测量臂，干涉信号由光谱分析仪检测。分别在近场和远场进行小距离测量，并以5米为步进实施最长70米的长距离测量，每组测量重复10次以确保稳定性。
5：数据分析方法：
采用FT和PDSEH方法进行相位解包裹，通过最小二乘法（LSM）拟合相位数据。不确定度评估包含折射率、重复频率及相位解调的贡献分量。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
rubidium clock
FS725
SRS
Stabilizes the repetition frequency of the femtosecond source.
暂无现货
预约到货通知
-
photodetector
FPD510-F
Menlo Systems
Detects the repetition frequency of the source for monitoring.
立即获取同款设备
-
frequency counter
53220A
Agilent
Records the repetition frequency monitored by the photodetector.
暂无现货
预约到货通知
-
optical spectrum analyzer
AQ6370D-20
YOKOGAWA
Detects and samples interference signals from the interferometer.
立即获取同款设备 -
He-Ne interferometer
5519B
Agilent
Provides reference distance measurements for verification.
暂无现货
预约到货通知
-
femtosecond source
Origami-15
Onefive
Provides femtosecond optical frequency comb for spectral interferometry in distance measurement.
暂无现货
预约到货通知
-
登录查看剩余4件设备及参数对照表
查看全部
