1、半導(dǎo)體激光干涉技術(shù)是以半導(dǎo)體激光器為光源，在傳統(tǒng)干涉結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，綜合應(yīng)用現(xiàn)代光電子學(xué)、信號(hào)處理、精密機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域的新成果而形成的，是一種實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用面廣的技術(shù)。作為高精度計(jì)量測(cè)試的主要手段之一，不但可以用于幾何量的測(cè)量，而且可以用于非幾何量如力學(xué)量等的高精度測(cè)量。結(jié)合光纖傳感器，可以設(shè)計(jì)出具有準(zhǔn)確度高、非接觸、體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)的測(cè)量系統(tǒng)。 本文在分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和成果的基礎(chǔ)上，利用半導(dǎo)體激光器外差干涉測(cè)量位

2、移的方法，開發(fā)了高精度的壓力測(cè)量系統(tǒng)。該測(cè)量系統(tǒng)由壓力-位移變換傳感器和由半導(dǎo)體激光器、光纖傳輸裝置、光電探測(cè)器、處理電路、計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的干涉測(cè)量裝置組成。該傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低的特點(diǎn)，使用不同的膜片，傳感器可以實(shí)現(xiàn)不同量程和不同精度的擴(kuò)展，以適用于不同的測(cè)量要求。另外，通過光纖分路器實(shí)現(xiàn)了多通道的測(cè)量。通過和計(jì)算機(jī)的通信，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)測(cè)量儀器的監(jiān)控。主要內(nèi)容如下： 分析了半導(dǎo)體激光器干涉測(cè)量方法和調(diào)制方法，對(duì)外差干涉測(cè)量

3、和注入電流調(diào)諧做了理論分析，通過對(duì)半導(dǎo)體激光器的調(diào)諧特性和溫度特性的分析，提出了半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)：注入電流的波動(dòng)必須小于0.5μA，溫度變化應(yīng)在±0.1℃的范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)了溫度控制，功率控制，鋸齒波驅(qū)動(dòng)電路，并對(duì)半導(dǎo)體激光器的波長-電流特性、功率-電流特性進(jìn)行了測(cè)量。 理論分析了自聚焦透鏡的光束變換特性，設(shè)計(jì)了一種分段式自聚焦透鏡用于擴(kuò)束和耦合，實(shí)驗(yàn)證明可以極大地降低安裝精度要求。 對(duì)彈性膜片進(jìn)行了分析和

4、比較，并對(duì)具有線性特性曲線的E型波紋膜片的特性曲線進(jìn)行了測(cè)量，設(shè)計(jì)了壓力傳感器。 設(shè)計(jì)了由半導(dǎo)體激光器、光隔離器、單模光纖、光分路器、自聚焦透鏡、光電探測(cè)器組成的光路。對(duì)各個(gè)單元的特性進(jìn)行了測(cè)量，給出了一些重要數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)了半導(dǎo)體激光器的注入電流鋸齒波驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)處理電路，給出了測(cè)量系統(tǒng)電路處理部分的原理圖及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。編制了單片機(jī)擬合程序和與上位機(jī)通訊的程序；上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了傳感器管理、數(shù)據(jù)管理、圖形顯示等功