基于分数傅里叶域信号处理的迈克尔逊干涉法测量波长  

Wavelength Measurement by Michelson Interferometry Based on Fractional Fourier Transform Signal Processing

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作  者:姜盛 武进敏 鲁溟峰[2] 魏洪涛 范军芳 张峰[2] 陶然[2] JIANG Sheng;WU Jin-min;LU Ming-feng;WEI Hong-tao;FAN Jun-fang;ZHANG Feng;TAO Ran(School of Automation,Beijing Information Science and Technology University,Beijing 100192,China;School of Information and Electronics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)

机构地区:[1]北京信息科技大学自动化学院,北京100192 [2]北京理工大学信息与电子学院,北京100081

出  处:《计量学报》2023年第11期1652-1658,共7页Acta Metrologica Sinica

基  金:国家重点研发计划(2020YFC1511705);国家自然科学基金(62171025);北京市属高等学校高水平科研创新团队建设支持计划(BPHR20220123);北京市自然科学基金(4232044);北京理工大学实验室研究项目(2021BITSYA18);北京信息科技大学高教研究项目(2022GJYB16)。

摘  要:建立了迈克尔逊干涉法测量波长所得条纹图的数学模型,揭示了其线性调频信号(chirp信号)特性,提出了基于分数傅里叶变换信号处理方法对迈克尔逊干涉条纹进行处理,实现了激光波长测量。实验结果表明:该测量方法具有可行性,对于波长范围为400~635 nm的激光,波长测量的平均相对误差约为0.39%。在干涉条纹图被高斯白噪声污损情况下,波长测量的平均相对误差仍然小于1%。The mathematical model of the fringe pattern obtained by Michelson interferometric measurement of wavelength is established,its linear frequency modulation signal(chirp signal)characteristics are revealed,and Michelson'ss interferometric fringe processing based on the fractional Fourier transform signal processing method is proposed to realize the laser wavelength measurement.The experimental results show that the proposed wavelength measurement method is feasible.The average relative error of wavelength measurement is about 0.39%for lasers in the wavelength range of 400 nm to 635 nm.The average relative error in wavelength measurement is still less than 1%when the interferogram is contaminated by Gaussian white noise.

关 键 词:计量学 波长测量 迈克尔逊干涉法 CHIRP信号 分数傅里叶变换 相对误差 

分 类 号:TB96[机械工程—光学工程]

 

参考文献:

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