【摘要】：彈光調(diào)制技術(shù)是基于雙折射的光學(xué)偏振調(diào)制技術(shù)。彈光調(diào)制器(Photo-elastic Modulator,PEM)諧振工作時(shí),交流高電壓驅(qū)動(dòng)壓電石英晶體諧振對(duì)彈光晶體加以周期性變化的機(jī)械應(yīng)力,使得彈光晶體發(fā)生形變從而開(kāi)始振動(dòng),并產(chǎn)生周期性變化的雙折射,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光的相位調(diào)制�，F(xiàn)階段常用的PEM具有較寬的光譜窗口(從深紫外到太赫茲波段)、較高的工作頻率(一般為40至80kHz)、較大的通光面積和孔徑、較高的調(diào)制純度和調(diào)制效率等,PEM已被廣泛應(yīng)用于偏振相關(guān)領(lǐng)域,例如在光譜偏振成像、瞬態(tài)光譜測(cè)量、生化傳感等方面。但是彈光調(diào)制器在工作過(guò)程中會(huì)受到自身熱耗散影響,致使彈光晶體內(nèi)部溫度升高,固有頻率隨溫度漂移引起彈光調(diào)制器的不穩(wěn)定,存在相位延遲量波動(dòng)等問(wèn)題。首先,本文研究了彈光調(diào)制器的工作原理、彈光調(diào)制器的動(dòng)態(tài)模型以及溫度引起彈光調(diào)制器諧振頻率漂移的原理,然后分析了影響彈光調(diào)制器穩(wěn)定性的因素。其次,設(shè)計(jì)了彈光調(diào)制器的高壓驅(qū)動(dòng)電路、基于FPGA的DDS方波時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器以及FPGA外圍電路,使用數(shù)字鎖相技術(shù)采集探測(cè)器輸出信號(hào)的倍頻數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)分析處理方面,通過(guò)VC++程序分析計(jì)算經(jīng)FPGA串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中采用了優(yōu)化的爬山搜索算法,計(jì)算二倍頻與四倍頻的比值,通過(guò)與相位延遲量?_0線性擬合得到倍頻比值與?_0的函數(shù)關(guān)系,實(shí)時(shí)調(diào)整整個(gè)彈光調(diào)制系統(tǒng)的諧振頻率,讓彈光調(diào)制器的相位延遲量保持在允許的誤差內(nèi),使彈光調(diào)制器處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。最后,對(duì)彈光調(diào)制器穩(wěn)定性控制系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行功能測(cè)試,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)試彈光調(diào)制器的穩(wěn)定性,經(jīng)測(cè)試控制系統(tǒng)可使相位延遲量誤差降到0.01%,該誤差可使彈光調(diào)制器保持穩(wěn)定工作,由此可證明本系統(tǒng)可以穩(wěn)定彈光調(diào)制器,滿足實(shí)際實(shí)驗(yàn)要求。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN761;TP301.6
【圖文】：

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本文編號(hào)：2760931