實驗名稱：融合PGC解調(diào)算法位移測量實驗

測試設備：ATA-2082高壓放大器、電光相位調(diào)制器、反射鏡、He-Ne激光器等。

實驗過程：

圖1：混合三角相位調(diào)制SPMI的原理圖和實驗裝置

實驗裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。信號處理單元產(chǎn)生200Hz三角形信號和200kHz正弦信號的混合相位調(diào)制信號。它由增益可調(diào)的高壓放大器(HVA、ATA-2082高壓放大器)放大并應用于EOM。放大后，正弦和三角波信號的振幅分別為±152V和±220V，混合信號的振幅為±372V。由于EOM的半波電壓為Vπ=135V，而所調(diào)制的光束偏振方向與z軸之間的夾角為45o，此時調(diào)制深度zc和zt分別約為2.35rad和3.41rad。通過EOM的線偏振光束被調(diào)制，干涉信號變成PGC干涉信號。設計的信號處理系統(tǒng)采集PGC干涉信號，并使用融合PGC解調(diào)算法來獲得線性化后的解調(diào)相位。

實驗結(jié)果：

圖2：納米位移測量結(jié)果和FFT分析

圖3：動態(tài)位移測量實驗結(jié)果對比

通過線性化解調(diào)測試實驗和720°范圍內(nèi)仿真相位解調(diào)實驗證明了所提出的融合PGC解調(diào)算法的可行性，能最大限度地減小周期非線性效應并準確測量相位。在位移實驗中，通過納米級步進實驗驗證了融合PGC解調(diào)算法可以減小由調(diào)制深度漂移和相位延遲引起的周期非線性效應，經(jīng)過融合PGC解調(diào)算法線性化后，調(diào)制深度漂移和載波相位延遲引起的周期的非線性誤差從1.95nm減小到0.16nm；通過毫米級步進實驗驗證了該解調(diào)方法在毫米波動態(tài)測量中的實用性，在200mm距離測量實驗中，采用融合PGC解調(diào)算法的干涉測量裝置位移測量曲線和Renishaw比對干涉儀位移測量曲線趨勢保持一致，兩次測量之間的標準偏差為0.080μm。通過融合PGC解調(diào)算法的仿真和位移實驗證明了設計的直線度與位移同時測量信號處理系統(tǒng)的可行性及有效性。

高壓放大器推薦：ATA-2082

圖：ATA-2082高壓放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇