两路微振动信号的光纤F-P腔干涉测量

赵 忖,刘径舟

(1.东北石油大学秦皇岛校区,河北 秦皇岛 066004；2.大庆油田有限责任公司,黑龙江 大庆 163000)

1 引 言

精细加工技术飞速发展,使得物体微位移和微振动测量日益受到重视。高分辨率空间遥感卫星的研制、航天器扰动预测等,均需要精确采集振源数据,基于FFT变换的动态频域标定方法,测出六维广义力的线性度在0.1 % FS以内[1]。卫星姿轨控中,微振动检测系统三轴线性度7.393pT·Hz-1/2[2]。微振动还可用于地下连接墙接缝刚度和强度测试[3],雕刻机主轴共振的各阶振型分析等[4]。因微振动形式复杂,振动多向且幅度小,频率分布范围广,故精确测量难度大。光学测量技术精度高,抗电磁干扰能力强,动态范围大,能在易燃易爆环境下可靠运行,是一种重要的非接触式无损测量的技术[5-8],在微位移和微振动测量中占据了主导地位。基于激光自混合干涉的高精度角度测量,在±0.4°角度范围内测量精度可达(±3.1×10-3)[9]。基于激光自混合散斑干涉的微小流量检测,相对误差小于1.13 %[10]。基于激光多重反馈自混合干涉的振动测量,在管道泄漏点定位中,误差小于5 %[11]。光纤自混合型多普勒测速仪的研制成功[12],推动了光纤自混合干涉测量技术的发展与应用[13-15]。光纤F-P腔传感器由两块平行的玻璃板组成,其相对内表面都具有高反射率。作为一种结构简单的多光束干涉仪,引发了研究者极大兴趣,新型光纤F-P腔传感器不断涌现[16-19]。为了使用一套光纤F-P腔系统同时测量两个目标,首先利用分光镜对激光器发射光进行分离,然后采集两个待测目标的微振动信息,反馈后形成光纤F-P腔干涉信号。……