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基于正交解调的Pound-Drever-Hall激光稳频技术研究

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简介:
本研究探讨了利用正交解调技术改进Pound-Drever-Hall(PDH)方法以实现高精度激光稳频的技术细节与实验结果。 为了克服传统Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频方法的不足,设计了一种正交解调PDH激光稳频系统。该系统的创新之处在于使用同一直接数字频率合成器(DDS)同步生成三路同频正弦信号:其中一路作为本振信号驱动电光调制器产生相位调制边带;另外两路信号则相差90°,用作解调参考信号。通过两个模拟解调器分别获取误差信号的同相分量和正交分量,并进行数字化采集及相敏检波运算,从而获得所需的稳频系统误差信号。基于此关键技术的研究成果,我们构建了一个激光频率跟踪实验平台。经过一系列测试验证了Fabry-Perot (F-P)参考腔能够实时追踪激光频率变化的能力,且该功能的有效时长约为1小时。

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客服
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  • Pound-Drever-Hall
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    本研究探讨了利用正交解调技术改进Pound-Drever-Hall(PDH)方法以实现高精度激光稳频的技术细节与实验结果。 为了克服传统Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频方法的不足,设计了一种正交解调PDH激光稳频系统。该系统的创新之处在于使用同一直接数字频率合成器(DDS)同步生成三路同频正弦信号:其中一路作为本振信号驱动电光调制器产生相位调制边带;另外两路信号则相差90°,用作解调参考信号。通过两个模拟解调器分别获取误差信号的同相分量和正交分量,并进行数字化采集及相敏检波运算,从而获得所需的稳频系统误差信号。基于此关键技术的研究成果,我们构建了一个激光频率跟踪实验平台。经过一系列测试验证了Fabry-Perot (F-P)参考腔能够实时追踪激光频率变化的能力,且该功能的有效时长约为1小时。
  • Pound-Drever-Hall系统设计
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    本文提出了一种基于正交解调技术的Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频系统设计方案,实现了高精度和稳定性的激光频率锁定。 本段落分析了传统Pound-Drever-Hall (PDH)激光稳频方法的工作原理,并设计了一种基于正交解调原理的PDH 激光稳频方案。该方案采用直接数字频率合成器同时产生两路10 MHz 的正弦和余弦信号,其中一路正弦信号用于驱动电光相位调制器以生成相位边带,另一路则与余弦信号一起作为解调参考信号。经过相位调制后的激光束耦合进入F-P 参考腔,并产生外差干涉信号,该信号由光电探测器检测后分别与两路正交参考信号进行混频处理,在低通滤波之后得到误差信号的两个分量。这些分量通过A/D 转换输入微处理器中执行正交相敏检波运算以获取PDH 稳频系统的误差信息。 为了验证该方案的有效性,建立了一个基于上述原理的实验系统,并对F-P 参考腔进行线性扫描测试,观察到了鉴频曲线。结果显示其灵敏度为1.82 V/MHz 且最大频率变化量达到了5.48 MHz。总体而言,所设计的正交解调PDH 稳频方案是可行并具有实际应用价值的。
  • PDH定控制
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    本研究聚焦于PDH(拍频探测谐振)技术在激光频率稳定控制中的应用,探讨其原理、实现方法及优化策略,旨在提高激光系统的稳定性与精度。 为满足多普勒测风激光雷达系统的需求,我们研发了一套结构紧凑、操作灵活的Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频系统。该系统使用直接数字频率合成器(DDS)生成用于相位调制激光器的高频信号,并通过模拟混频器解调出激光器的频率漂移信息。高集成度的数字信号处理器(DSP)作为整个系统的控制核心,负责总线管理、数据处理以及PID伺服等功能。 实验结果显示,在2.5小时内,该系统使激光器相对频率漂移保持在±17 kHz以内,并且均方根(RMS)误差为5 kHz。绝对频率稳定度达到了优于200 kHz的水平。当对法布里-珀罗干涉仪(FPI)施加6 Hz固定扰动时,系统能在30毫秒内恢复至稳定状态。 这些性能指标表明该稳频系统能够满足直接探测多普勒测风雷达中实现0.1 m/s精度测量的需求。
  • FSK/ASK标记换系统中.pdf
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    本文探讨了FSK(频移键控)和ASK(振幅键控)正交光调制技术在光标记交换系统中的应用,分析其性能并提出优化方案。 本段落提出了一种基于FSK/ASK正交光调制技术的光标记交换系统。该系统的结构简单且易于实现。同时,文中利用Optisystem光通信系统仿真软件进行了相关研究。
  • 张志刚飞秒
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    张志刚专注于飞秒激光技术的研究与应用开发,在该领域取得了多项创新成果,推动了相关科技的进步。 这是一本非常好的非线性激光入门书籍,值得参考,适合从事光纤激光器研究的学生和技术人员阅读。
  • 纤仿真_器_纤锁模_锁模
    优质
    本项目专注于激光光纤仿真的理论与实践研究,涵盖光纤激光器及光纤锁模技术,并深入探索锁模激光器的工作原理和应用潜力。 超快光纤激光器模拟采用NALM锁模方式。
  • 车载点云道路路灯提取
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    本研究致力于开发一种先进的车载激光扫描技术,用于高效准确地从复杂的道路环境中识别和提取路灯信息。通过分析车载设备采集的高密度三维点云数据,我们提出了一套创新性的算法来自动检测并分类道路上的各种照明设施,这对于智能交通系统的发展具有重要意义。该方法不仅能够提高城市基础设施管理效率,还能促进自动驾驶技术的进步,为未来智慧城市的建设奠定基础。 本段落提出了一种从车载激光点云数据中提取道路环境中路灯的方法。该方法首先建立原始点云的三维格网索引,并利用灯杆在二维投影平面中的圆弧形态以及其在三维空间中的柱状特征,来识别并提取潜在的目标杆体;接着通过分析树木与路灯顶部区域在三维结构上的差异性,剔除非目标物体以获得更精确的候选路灯集合;最后构建一个包含各种典型路灯灯头形状的模板库,并利用这些模板进行匹配操作,从而进一步排除交通信号灯、标志牌等干扰因素的影响。实验结果显示该方法能够有效识别多种类型的道路上照明设施,具有较高的准确率(94.01%)和召回率(89.47%),并且无需依赖额外的数据支持,在实际应用中表现出良好的适应性和高效性。
  • 三维扫描应用与
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    本研究聚焦于探讨和分析三维激光扫描技术在不同领域的应用现状及发展趋势,旨在推动该技术的深入研究及其实际问题解决能力。 近年来逐步发展并应用的一项新技术是三维扫描技术,它彻底改变了传统的数据采集方式。面式数据采集取代了点式的传统方法,在测量技术史上是一次重大突破。在几何量测量领域中,三维激光扫描技术成为重点研究对象。 这项创新的数据收集方法通过发射和接收反射回来的信号来获取物体表面的详细信息,并构建出高精度、高分辨率的数字地形模型。因此,它被称作实景复制技术,在测绘行业中产生了深远的影响,被认为自GPS技术以来的一次重大革新。 在三维激光扫描中,测距原理是关键部分,主要分为三角法、脉冲测量和相位测量三种方式。三角法则利用几何关系计算距离,并适用于近距离的高精度测量;而脉冲方法通过测算信号往返时间来确定远距离目标的位置,但其精确度相对较低;相位测量则基于调制光信号的相位差进行测距,在中程范围内提供较高准确度。 此外,三维激光扫描还涉及角位移和线性移动的测定。前者通常借助步进电机确保仪器精确定位;后者则是通过直角棱镜折射以及CCD元件记录来获取角度数据。 至于扫描原理,则依靠伺服驱动马达控制多面棱镜旋转,使激光束能够沿横轴与纵轴快速扫过整个测量区域。根据不同的应用场景需求,可以选择摆动式或旋转式的扫描装置进行操作。 三维激光扫描技术的应用范围非常广泛,在地形测绘、文化遗产保护以及城市数字化建设等方面均有出色表现,并且在土木工程领域同样发挥着重要作用。它为设计分析及决策提供了大量高效准确的数据支持。随着该技术的不断进步,预计未来将在更多行业中扮演关键角色并促进数据采集和处理领域的革新发展。
  • 三维雷达无人车环境感知
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    本研究聚焦于利用三维激光雷达提升无人车在复杂环境中的感知能力,旨在增强车辆自主导航及避障性能,确保行驶安全与效率。 环境感知是无人驾驶技术的关键组成部分之一,而利用三维激光雷达进行障碍物检测一直是国内外研究的热点领域。本段落首先根据传感器类型介绍了无人车障碍物检测方法的不同分类方式,并且详细阐述了基于三维激光雷达进行障碍物检测的基本原理和传统方法。 深度学习在二维图像的目标识别与分类中扮演着重要角色,而点云数据作为三维空间中的关键信息源,在分析其特征的同时也面临着独特的挑战。本段落还探讨了如何利用深度学习技术应对这些挑战,并详细介绍了当前基于三维激光雷达的障碍物检测领域内的研究进展和未来的发展趋势。 此外,文章还提到了自动驾驶领域的两个重要数据集:KITTI 数据集和 ApolloScape 数据集。这两个数据集中包含了大量的测试场景与样本,为研究人员提供了丰富的实验资源以进一步推动无人驾驶技术的研究与发展。
  • 手眼标定线焊缝跟踪检测
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    本研究专注于开发和优化基于手眼标定的线激光焊缝跟踪检测技术,以提高焊接精度与效率,特别适用于复杂工件中的自动焊接系统。 本段落从原理上介绍六轴机器人与CCD的手眼标定方法,包括推导过程、标定步骤以及误差分析比较。学术论文将涵盖这一主题的详细探讨。