Точность и особенности применения методов определения ускорения по спектру сигнала лазерного автодина в присутствии нелинейных эффектов, обусловленных внешней оптической обратной связью
Инкин М.Г.1, Яковлев Д.А.1, Добдин С.Ю.1, Скрипаль А.В.1
1Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
Email: sunbeam18.95@mail.ru
Поступила в редакцию: 24 января 2024 г.
В окончательной редакции: 24 января 2024 г.
Принята к печати: 24 января 2024 г.
Выставление онлайн: 29 февраля 2024 г.
Рассмотрены два метода оценки параметров движения при микросмещениях, основанные на анализе спектра Фурье сигнала лазерного автодина и использующие особенности спектров интерференционных сигналов от равноускоренно движущихся объектов и возможность аппроксимации таких спектров простой функцией, выражаемой через интегралы Френеля. На основе результатов численного моделирования оценены возможности применения этих методов в условиях существенного влияния на сигнал автодина внешней оптической обратной связи, изменяющей условия генерации лазерного диода, и значительной зашумленности сигнала, свойственной автодинным интерферометрам на лазерных диодах. Исследовано влияние внешней обратной связи на спектр интерференционного сигнала автодинного интерферометра при движении отражателя с ускорением. Показано, что характер изменения спектров фрагментов сигнала с увеличением уровня обратной связи позволяет использовать рассматриваемые методы даже при относительно высоких уровнях обратной связи. Для обоих методов выявлены условия достижения хорошей точности оценок параметров движения, касающиеся выбора анализируемых фрагментов сигнала. Ключевые слова: лазерная интерферометрия, лазерный автодин, преобразование Фурье, интегралы Френеля, измерение ускорения, спектр автодинного сигнала, обратная оптическая связь.
- С.Х. Пайн, В.В. Калугин, Е.С. Кочурина. Известия вуз. Электроника, 28 (4), 452 (2023). DOI: 10.24151/1561-5405-2023-28-4-452-460
- F. Levinzon. Piezoelectric Аccelerometers with Integral Electronics (Springer International Publishing, NY., 2015)
- В.И. Бусурин, В.В. Коробков, К.А. Коробков, Н.А. Кошеварова. Измерительная техника, 11, 34 (2020). DOI: 10.32446/0368-1025it.2020-11-34-41
- E.B. Cooper, E.R. Post, S. Griffith, J. Levitan, S.R. Manalis, M.A. Schmidt. Appl. Phys. Lett., 76 (22), 3316 (2000). DOI: 10.1063/1.126637
- H.J. von Martens, A. Taubner, W. Wabinski, A. Link, H.J. Schlaak. Measurement, 28 (1), 3 (2000). DOI: 10.1016/S0263-2241(00)00003-8
- A. Umeda, M. Onoe, K. Sakata, T. Fukushia, K. Kanari, H. Iioka, T. Kobayashi. Sensors and Actuators A: Physical, 114 (1), 93 (2004). DOI: 10.1016/j.sna.2004.03.011
- И.А. Бунин, Е.Н. Калиш, Д.А. Носов, М.Г. Смирнов, Ю.Ф. Стусь. Автометрия, 46 (5), 90 (2010)
- Л.Ф. Витушкин, О.А. Орлов, А. Джермак, Д. Д'Агостино. Измерительная техника, 3, 3 (2012)
- А.П. Кузнецов, С.А. Колесников, А.А. Голубев, К.Л. Губский, С.В. Дудин, А.В. Канцырев, В.И. Туртиков, А.В. Уткин, В.В. Якушев. Приборы и техника эксперимента, 3, 116 (2011)
- D. Guo, H. Jiang, L. Shi, M. Wang. IEEE Photon. J., 10 (1), 6800609 (2018). DOI: 10.1109/JPHOT.2018.2792447
- Y.J. Du, T.T. Yang, D.D. Gong, Y.C. Wang, X.Y. Sun, F. Qin, G. Dai. Sensors, 18 (7), 2055 (2018). DOI: 10.3390/s18072055
- Е.А. Мокров, А.А. Папко. Нано- и микросистемная техника, 1, 3 (2002)
- Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, Е.О. Кащавцев, С.Ю. Добдин. ЖТФ, 83 (7), 156 (2013)
- О.И. Чанилов, Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, А.С. Камышанский. Письма в ЖТФ, 31 (21), 9 (2005)
- Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль. Полупроводниковые лазерные автодины для измерения параметров движения при микро- и наносмещениях (Изд-во Саратовского ун-та, Саратов, 2014)
- А.В. Скрипаль, С.Ю. Добдин, А.В. Джафаров, К.А. Садчикова, И.А. Чернецова. Известия Саратовского ун-та. Новая серия. Серия: Физика, 19 (4), 279 (2019). DOI: 10.18500/1817-3020-2019-19-4-279-287
- R. Lang, K. Kobayashi. IEEE J. Quantum Electron, 16 (3), 347 (1980). DOI: 10.1109/JQE.1980.1070479
- G. Giuliani, M. Norgia, S. Donati, T. Bosch. J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 4 (6), 283 (2002). DOI: 10.1088/1464-4258/4/6/371
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.