半導(dǎo)體激光器的自混合散斑干涉測(cè)量流體速度.pdf

1、適度相干光從粗糙表面反射或通過(guò)折射率無(wú)規(guī)則漲落的媒質(zhì)傳播時(shí),形成無(wú)規(guī)則的顆粒狀的強(qiáng)度分布,這就是散斑圖.由于散斑是由被隨機(jī)表面各個(gè)散射元散射回的光波之間的干涉形成的,因而它是隨機(jī)表面某些信息的攜帶者,這樣,借助于散斑不僅可以研究粗糙表面本身,而且還可以研究它的形狀和位置的變化.當(dāng)隨機(jī)散射平面移動(dòng)時(shí),散斑場(chǎng)的空間分布也將隨之迅速變化,我們稱(chēng)之為動(dòng)態(tài)散斑.如果散射面與其平面法線橫向運(yùn)動(dòng),探測(cè)面上的散斑會(huì)跟隨散射表面的運(yùn)動(dòng).動(dòng)態(tài)散斑統(tǒng)計(jì)性質(zhì)已

2、被用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的速度."激光反饋效應(yīng)"即"激光自混合"是指激光器的出射光被外部反射物反射或散射后,其中一部分光又被反饋回激光器的諧振腔.重新注入的激光與激光腔內(nèi)的光混合,引起輸出功率變化和頻率變化,形成外光學(xué)反饋效應(yīng).半導(dǎo)體激光器的光學(xué)反饋效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生跳模,頻率不穩(wěn)定或者混沌,增加噪聲,加寬譜線,一直被認(rèn)為是嚴(yán)重影響激光光譜性質(zhì)的干擾源.隨著研究的深入,人們逐漸由消除光反饋的不利影響到主動(dòng)利用光反饋現(xiàn)象進(jìn)行物理量的測(cè)量,從而形成半導(dǎo)體

3、激光自混合干涉技術(shù).結(jié)合自混合干涉和散斑的原理,將自混合散斑現(xiàn)象引入激光二極管.讓半導(dǎo)體激光器的光學(xué)反饋來(lái)自垂直地照射的粗糙表面,把光強(qiáng)調(diào)制成為隨機(jī)的散斑信號(hào).封裝在激光二極管管殼內(nèi)另一側(cè)的光電二極管,檢測(cè)光學(xué)反饋生成的散斑信號(hào),確定物體的狀態(tài).該文采用Fabry-Perot(F-P)腔模型來(lái)研究半導(dǎo)體激光器內(nèi)產(chǎn)生的自混合散斑干涉.分析了外強(qiáng)長(zhǎng)度和照明寬度的變化對(duì)激光器輸出特性的影響.模擬并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自混合散斑干涉信號(hào)的波動(dòng)與溶液橫