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基于锁相放大器的全光纤式激光多普勒技术的分析 文档信息 ： 文档作为关于“通信或电子”中“光网络传输”的参考范文，为解决如何写好实用应用文、正确编写文案格式、内容素材摘取等相关工作提供支持。正文4901字，doc格式，可编辑。质优实惠，欢迎下载！ 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：基于锁相放大器的全光纤式激光多普勒技术的分析 1 文2：基于微分干涉原理的全光纤水下侦听技术的发展论文 4 1基本原理 4 2模拟实验 6 3结论 7 参考文摘引言： 7 原创性声明（模板） 8 文章致谢（模板） 9 正文 基于锁相放大器的全光纤式激光多普勒技术的分析 文1：基于锁相放大器的全光纤式激光多普勒技术的分析 引言多普勒效应[1]作为一种典型的光学现象在生活与医学检测领域有着诸多应用。Yeh等[2]以氦氖激光器为光源首次利用多普勒效应测量了水管内流体的流速；berg等[3]利用激光多普勒测速系统测量出了牙龈微循环血液的流速，并提出利用多普勒信号分析牙龈微血管的生长状况来获得微血管层结构改变的信息；Hussain等[4]利用激光多普勒测速系统分析高血压患者的微血管血液的黏滞系数和血管特性，并指出利用激光多普勒测速系统可初步区分不同疾病患者所具有的微循环系统的特征。Nam等[4]提出利用激光多普勒测速系统诊疗自主神经系统[第一论文 网 ]方面疾病的可能性。Chen等[5]发展出一种断层扫描技术，这种技术是利用激光多普勒测速系统测量水管中各点的液体流速，并将这种技术应用于活体组织血液流速测量工作上；Izatt等[6]利用激光多普勒测速系统对仓鼠的皮下组织内作血液流速的断层扫描图；Chen等[7]测量了人体皮肤的血液流速；Izatt等[8]也用激光多普勒测速系统检测了人眼视网膜的微循环系统。利用光学多普勒效应来发展一套激光多普勒测速系统，其目的是用来测量物体的移动速率。为避免因外在噪声干扰而无法测量到微弱的信号光，因此在系统中使用单模光纤[9]和锁相放大系统[10]，以期提高多普勒测速系统的实用效能，进而可实现使多普勒测速技术应用到人体微循环血流速在线测量上。1实验 实验系统实验系统如图1所示：从功率为30 mW的HJ3型氦氖激光器发出的波长为 nm的激光束经EOM3型电光调制器进行振幅调制后变为一束已知固定频率的弦波，该调制光波经显微物镜会聚后被耦合进光纤1中，接着再被一个2×2光纤耦合器分为两束光。其中一束光由光纤3末端射出，再经显微物镜变成平行光后打在平面镜1上，经过反射沿原光路回到光纤3中，由于这束光没产生多普勒频移，故称其为参考光；另一束光则由光纤4末端射出，同样经显微物镜变成平行光后打在平面镜2上，由于平面镜2以速度v移动，且其移动方向平行光行进方向，故这束光会产生多普勒频移，所以称为信号光。参考光和信号光分别由光纤3和光纤4进入到耦合器中，再从光纤2末端射出，再经显微物镜会聚后进入光电探测器中，光电探测器把所测到的随时间变化的光强信号转变成电信号，然后输进锁相放大器中，把多普勒频移的频率抽离出来并加以放大，最后输入到电脑中利用LabVIEW软件运算后将频率信息显示并记录下来。 平面镜移动速率的测量利用平移台使平面镜2分别以70 μm、100 μm、130 μm与160 μm的速率移动。而利用多普勒测速系统测得的信号光多普勒频移结果如图2所示；由图2所得的多普勒频移，通过式（8）可获取平面镜2的移动速率，结果如表1所示。由表1可以看出测量值与实际值误差均小于1%；然而当平面镜的移动速率为13[第一论文 网 ]0 μm时，信号光频移的信噪比很差，而无法获取其移动速率的测量值。排除各种可能的影响因素后再多次测量，还是无法将130 μm时的移动速率测量出来，其原因是此移动速率下推动平面镜移动的平移台会产生较大的振动，使得信号无法准确测量出来。 平面镜移动速率实际值/（μm）多普勒频移测量值/Hz平面镜移动速率测量值/（μm）百分误差/%.无法测量— 漫射面镜移动速率的测量在平面镜2上贴上透明胶带用来产生漫射效应，仍按上述实验过程来测量信号光的多普勒频移，并计算漫射面镜的移动速率，结果如图3和表2所示。由表2可以看出，漫射面镜移动速率的测量值与实际值误差也均小于1%；且当其移动速率为130 μm时也无法测量出信号光的多普勒频移，这也是130 μm移动速率下平移台会产生较大的振动，使得信号无法准确测量出来。总体而言，对平面镜和漫射面镜移动速率的测量结果是一样的，只是漫射面镜的反射光比较弱，因而锁相放大器最后输出的信号也很弱；另外，在基于锁相放大器的多普勒测速系统中，只要信号光强度大于1 μW就能准确测量出物体移动速率。 3结论通过理论分析与实验研究发现