微片激光回饋干涉儀的穩(wěn)頻及材料熱膨脹測量應(yīng)用研究.pdf

1、微片激光回饋干涉儀采用了移頻光回饋原理和外差式相位測量技術(shù)，具有高靈敏度、納米級分辨率的優(yōu)點，可以實現(xiàn)表面反射率低于10-6的被測物體的完全非接觸式測量。因此，其在高精度測量領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。微片激光回饋干涉儀的穩(wěn)頻及其在材料熱膨脹測量中的應(yīng)用是本論文的研究內(nèi)容。
　　微片激光回饋干涉測量系統(tǒng)實現(xiàn)精確測量的基礎(chǔ)取決于光源輸出波長的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定程度，以及弛豫振蕩的穩(wěn)定程度。因此，本論文研制了端面泵浦溫度控制穩(wěn)頻Nd∶YVO4微

2、片激光器，其特征在于:半導(dǎo)體泵浦源和Nd∶YVO4微片晶體分立溫度控制穩(wěn)頻。經(jīng)驗證，完成指標(biāo)如:較易調(diào)節(jié)獲得單縱模、線偏振激光輸出;長時間頻率穩(wěn)定度優(yōu)于1.5×10-7;頻率重復(fù)性優(yōu)于5×10-7;弛豫振蕩長時間穩(wěn)定。最后，通過反復(fù)的實驗分析，指出了造成穩(wěn)頻激光器頻率不穩(wěn)定的因素，為后續(xù)微片激光器穩(wěn)頻精度的突破打下了基礎(chǔ)。
　　高靈敏度、完全非接觸測量技術(shù)為大溫度范圍、高精度的材料線膨脹系數(shù)的測定研究提供了理論依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)。因此

3、，利用微片激光回饋干涉儀高靈敏度的優(yōu)點，本論文開展了基于微片激光回饋干涉法的材料線膨脹系數(shù)的測量應(yīng)用研究。經(jīng)驗證，設(shè)計的材料線膨脹系數(shù)測量系統(tǒng)實現(xiàn)了鋁、45＃鋼和碳纖維復(fù)合材料樣品的測量;測量溫度范圍為298K-748K;特別是，本文設(shè)計的補償光路很好的消除了高溫爐膛內(nèi)外的擾動，且對鋁和45＃鋼樣品的測量結(jié)果表明:溫度范圍為298K-598K內(nèi)的精度優(yōu)于5×10-7 K-1，準(zhǔn)確度優(yōu)于0.4％。本項研究內(nèi)容為基于微片激光回饋干涉法的材料