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光纤低相干干涉技术中的拍频噪声分析

作　者: 徐群
导　师: 杨广学
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 低相干干涉拍频噪声相干函数
分类号: TN911.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 12次
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内容摘要

低相干干涉技术是用相干度较低的宽带光源,被耦合器分光实现振幅分割后,进入相应的干涉光路,组成各种低相干系统。通过对干涉系统两臂反射回来的干涉条纹进行检测和相关信息提取,可达到对任何转换成参考臂位移的物理量的绝对测量。利用这种技术的相干系统,测量精度能达到很高,因此被广泛应用于各种精密测量中。但对低相干干涉技术中干涉条纹计算、处理算法研究和噪声分析等工作还要进一步深入开展。论文通过对低相干理论和技术方法的详细研究,特别对典型低相干系统的干涉条纹进行分析与数值模拟;通过分析,得到拍频噪声、热噪声、散弹噪声的函数表达式。设计并建立了对拍频噪声进行研究的实验系统,利用测量实验得到相应的测量结果;利用先进的光通讯软件和光子学设计软件对实验系统进行仿真,得到理论与实际相一致的结果。根据干涉信号的特点,得到了拍频噪声为系统的主要噪声。通过对信号频段的分析,得到拍频噪声和有用信号频率位置相互交错,提出利用相干函数法和功率谱估计方法,分别对实验数据进行时域和频域下的噪声分析。最后对研究工作做出总结,为后续研究提供参考。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 低相干干涉技术基本介绍  10-11
  1.2 低相干干涉技术主要用途  11-13
  1.3 课题研究的背景和意义  13
  1.4 本文主要研究内容  13-14
第2章低相干理论  14-21
  2.1 相干干涉一般概念  14-16
    2.1.1 时间相干性  14-15
    2.1.2 空间相干性  15-16
  2.2 低相干光的干涉  16-20
    2.2.1 低相干光的复值表示  16-17
    2.2.2 互相干函数与复相干度  17-20
  2.3 本章小结  20-21
第3章低相干干涉系统组成及重要噪声  21-29
  3.1 典型低相干干涉系统  21-22
  3.2 系统输出数值模拟  22-25
  3.3 低相干系统重要噪声的特性  25-28
    3.3.1 拍频噪声  26-27
    3.3.2 散弹噪声  27
    3.3.3 热噪声  27
    3.3.4 小相位检测中的噪声规律  27-28
  3.4 本章小结  28-29
第4章低相干干涉噪声分析实验系统及干涉图  29-36
  4.1 低相干干涉噪声分析实验系统  29-31
    4.1.1 实验系统基本构成  29-30
    4.1.2 实验系统实物图  30-31
  4.2 实验系统主要环节设计  31-33
  4.3 实验系统测量的典型干涉图  33-35
  4.4 本章小结  35-36
第5章实验系统仿真分析  36-44
  5.1 利用OptiSystem 对实验系统进行仿真研究  36-39
  5.2 利用VPI 对实验系统进行仿真研究  39-40
  5.3 基于随机信号理论的噪声分析  40-43
    5.3.1 相关函数法  40-41
    5.3.2 功率谱估计法  41-43
  5.4 本章小结  43-44
结论  44-45
参考文献  45-49
攻读硕士学位期间发表的学术论文  49-50
致谢  50

光纤低相干干涉技术中的拍频噪声分析

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