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飞秒光频梳基于鉴相信号处理实现速度测量

薛彬 赵拓 吴翰钟 张凯 王志洋 游画

薛彬, 赵拓, 吴翰钟, 张凯, 王志洋, 游画. 飞秒光频梳基于鉴相信号处理实现速度测量[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2): 206002-0206002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0206002
引用本文: 薛彬, 赵拓, 吴翰钟, 张凯, 王志洋, 游画. 飞秒光频梳基于鉴相信号处理实现速度测量[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2): 206002-0206002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0206002
Xue Bin, Zhao Tuo, Wu Hanzhong, Zhang Kai, Wang Zhiyang, You Hua. Speed measurement using femtosecond optical frequency comb based on phase signal processing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2): 206002-0206002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0206002
Citation: Xue Bin, Zhao Tuo, Wu Hanzhong, Zhang Kai, Wang Zhiyang, You Hua. Speed measurement using femtosecond optical frequency comb based on phase signal processing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2): 206002-0206002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0206002

飞秒光频梳基于鉴相信号处理实现速度测量

doi: 10.3788/IRLA201847.0206002
基金项目: 

国家自然科学基金(61505140)

详细信息
    作者简介:

    赵拓(1993-),男,硕士生,主要从事飞秒激光流速传感方面的研究。Email:tzhao@tju.edu.cn

  • 中图分类号: TN249

Speed measurement using femtosecond optical frequency comb based on phase signal processing

  • 摘要: 以激光测速为基础,引入飞秒光频梳,通过鉴相信号处理,研究出了一种高精度的测速方法,理论测量下限低至m/s量级。文中详细分析了飞秒光频梳经运动目标反射后梳齿相位发生变化的原理,建立了较为全面的数学模型并使用MATLAB软件进行了仿真。采用快速傅里叶变换方法对仿真测量信号相位信息进行提取并处理,分别对m/s、mm/s和m/s量级速度值进行了测量,理想情况下测量误差在1 m/s以下。同时,还对做任意运动的目标进行了测量仿真实验,结果表明文中方法还可以还原目标的运动状态。最后搭建了实验装置对mm/s量级的速度进行测量,测量相对误差均在4%以内,验证了此方法的可行性。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-11
  • 修回日期:  2017-10-10
  • 刊出日期:  2018-02-25

飞秒光频梳基于鉴相信号处理实现速度测量

doi: 10.3788/IRLA201847.0206002
    作者简介:

    赵拓(1993-),男,硕士生,主要从事飞秒激光流速传感方面的研究。Email:tzhao@tju.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61505140)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 以激光测速为基础,引入飞秒光频梳,通过鉴相信号处理,研究出了一种高精度的测速方法,理论测量下限低至m/s量级。文中详细分析了飞秒光频梳经运动目标反射后梳齿相位发生变化的原理,建立了较为全面的数学模型并使用MATLAB软件进行了仿真。采用快速傅里叶变换方法对仿真测量信号相位信息进行提取并处理,分别对m/s、mm/s和m/s量级速度值进行了测量,理想情况下测量误差在1 m/s以下。同时,还对做任意运动的目标进行了测量仿真实验,结果表明文中方法还可以还原目标的运动状态。最后搭建了实验装置对mm/s量级的速度进行测量,测量相对误差均在4%以内,验证了此方法的可行性。

English Abstract

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