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基于相位调制的激光干涉位移测量系统关键技术研究的中期报告
一、研究背景
激光干涉位移测量技术作为一种重要的非接触式位移测量方法，在工业生产、制造以及科研领域均有广泛的应用。相比传统的接触式位移测量方法，激光干涉位移测量技术具有高精度、高灵敏度、不受被测物表面形态等因素的影响等优点。近年来，随着激光技术、电子技术、计算机技术的飞速发展，激光干涉位移测量技术的精度和测量范围已得到大大提高。
基于相位调制的激光干涉位移测量技术利用光的干涉现象进行位移测量，主要包括两种方案：单频激光干涉和多频激光干涉。其中，多频激光干涉技术因其测量范围大、灵敏度高等优点，已经成为一种广泛采用的技术路线。在此基础上，对于相位的解调处理也是影响激光干涉位移测量精度的关键因素之一。本项目旨在通过对基于相位调制的激光干涉位移测量系统关键技术的研究，提高激光干涉位移测量技术的测量精度和实用性，以满足实际应用需求。
二、研究内容及进展
1.光电探测器选择及性能评估
光电探测器是激光干涉位移测量系统中重要的测量装置，其性能直接关系到测量结果的精度和稳定性。本项目通过实验测试不同品牌和型号的光电探测器的性能参数，如暗电流、灵敏度、时间响应等，对其进行评估。结果表明，在实际应用场景中，需要综合考虑其性能、价格等因素选择光电探测器。
2.相位调制光路设计及优化
相位调制光路是激光干涉位移测量系统的重要组成部分之一。本项目针对多频激光干涉技术，设计了相应的相位调制光路，并采用光学软件进行模拟和优化。通过模拟和实验，验证了光路设计的正确性和可行性。
3.相位解调算法研究
相位解调是影响激光干涉位移测量系统测量精度的重要因素。本项目研究了常见的相位解调算法，如FFT、Fourier滤波等，并对其进行比较和评估。同时，针对多频激光干涉技术，提出了一种基于Hilbert变换的相位解调算法，并进行了实验验证。
4.系统集成与测试
在研究了光电探测器、相位调制光路和相位解调算法等关键技术后，本项目进行了系统集成和测试。通过对标准测量物体的测量，验证了系统的测量精度和稳定性。
三、下一步工作展望
在已有成果的基础上，下一步工作将主要集中于优化激光干涉位移测量系统的测量精度和实用性。具体包括：
1.进一步优化相位调制光路，提高系统灵敏度和测量范围；
2.探究并优化相位解调算法，提高系统的测量精度；
3.针对实际应用场景，研究并优化激光干涉位移测量系统的可靠性和实用性；
4.拓展系统应用领域，并与相关领域的研究人员开展合作研究，共同推动激光干涉位移测量技术的发展。