[01268745]激光自混合效应的调制,传输及应用

激光干涉技术是以激光波长为长度基准的位移和距离测量和传感技术，具有大量程、高精度和非接触的特点。

本项目研究激光自混合干涉的调制、传输及应用，从激光源、测量原理和仪器结构进行技术的创新。

研究激光的频率和相位调制特性，提出时域和频域解调方法，实现跨尺度、高精度的位移、振动和速度测量。

综合激光、光纤和MEMS技术，研制出挠性和袖珍型的干涉仪，满足不同工程应用，推动测量与传感技术发展，在航空航天、机械工程、石油化工和环境监测应用领域具有重要意义。

1.主要研究结果及创新

（1）激光自混合干涉的调制理论和解调技术。提出了调制型激光自混合干涉测量的理论和技术，包括电流调制和相位调制激光自混合干涉测量的理论和技术。用傅立叶变换法解调激光自混合干涉信号的位相，发明了双外腔激光反馈干涉技术，补偿光学频率涨落引入的相位误差。通过对频率或相位的调制解调，提高了测量分辨率，实现对微纳米级位移和微轮廓的动态测量，实现了测量方法和技术的创新。

（2）光纤传输的激光自混合干涉理论和技术。

发现了激光在光纤内传输、回馈，在DFB激光器和光纤激光器混合形成的激光自混合效应和规律，提出了基于光纤激光的自混合干涉理论，实现了理论创新;开展了自混合干涉振动测量的实验研究，发明了光纤激光器自混合干涉多通道复用的方法系统构成具有挠性、小型化和光纤复用特点，可以组成一个新型的基于激光自混合效应的光纤传感有源传感网。

（3）激光自混合散斑干涉测量的理论和技术。建立了基于光纤的激光自混合散斑干涉理论模型，提出了两种自混合散斑信号的处理方法：傅立叶变换频谱分析方法和分形处理方法。设计制作了半导体和光纤自混合散斑干涉仪，研究了相应的实验技术，实现了测量方法和技术的创新。

（4）研制出正弦相位调制激光自混合干涉仪。提出用电光晶体直接对激光束进行正弦相位调制，采用高精度相位解调技术（含时域解调和频域解调），解决了激光自混合干涉仪的关键技术，干涉仪调制精度高、稳定性好，适用于位移和距离测量的大尺度和纳米级测量分辨率的要求，实现了从测量方法和工程应用的原始和集成创新，具有工程应用优点。

2.学术影响及社会效益 2001年以来，完成激光自混合干涉研究内容的国家自然科学基金面上项目和重大计划项目4项。

在本领域权威期刊发表激光自混合干涉精密测量的相关论文100多篇，并被同行多次引用，其中10篇代表论文SCI他引181次，获得国家发明专利6项。

该技术已经在一些国家重大研究计划项目、国防军工和航空航天计量测试工程项目中得到推广和应用，中航工业金城南京机电液压工程研究中心、中国航天科工南京晨光集团计量中心以及南京理工大学等单位一致认为该项技术先进，仪器能实时高精度进行大尺度位移和距离测量，性能稳定，完全满足科研开发和工程测量的要求，取得了明显的效益。

项目负责人多次应邀在国内外学术会议就激光自混合干涉技术作大会邀请报告和担任大会主席、分会主席。

基于该项目的博士论文获得2009年江苏省优秀博士论文，硕士论文获2006年江苏省优秀硕士论文。