nhà cái w88 Moku: Phòng thí nghiệm để đo khoảng cách nhanh và chính xác

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc sử nhà cái w88 nhạc cụ dựa trên FPGA linh hoạt, Moku: Lab,
laser diode được khóa vào lược tần số quang (OFC) để đạt được phép đo khoảng cách chính xác

ngày 19 tháng 7 năm 2024

OFC (Combs tần số quang) là một công cụ thiết yếu để đo tần số và khoảng cách chính xác
Được sử nhà cái w88 cho các phép đo cấu hình bề mặt 3D của các thiết bị micro-nano, phát hiện sóng trọng lực, vv
Các phép đo cụ thể bằng cách sử nhà cái w88 các khối tần số quang bao gồm phương pháp thời gian bay (TOF) và
Tính khoảng cách đến đối tượng từ thời điểm cần một xung laser được phản ánh trở lại máy dò
Phép đo này có vẻ đơn giản ngay từ cái nhìn đầu tiên, nhưng cực kỳ khó thực hiện ở tốc độ cao và độ chính xác cao
Thông thường, chúng ta phải thỏa hiệp về tốc độ hoặc độ chính xác

Do đó, các nhà nghiên cứu từ Viện nghiên cứu máy móc chính xác quang học của Trung Quốc (XIOPM) và Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhou (Hust) cho biết
Chúng tôi đã phát triển một phương pháp mới để tối ưu hóa sự cân bằng giữa độ chính xác và tốc độ bằng cách sử nhà cái w88 hai đối thủ tần số quang
Nghiên cứu này bao gồm giải pháp khóa laser tất cả trong một,
MOKU: "hộp khóa laser" của phòng thí nghiệm được sử nhà cái w88, cải thiện đáng kể độ chính xác đo lường

khảo sát

Các yếu tố giới hạn độ chính xác của các phép đo khoảng cách bao gồm độ ổn định tần số của laser và độ phân giải thời gian của hệ thống đo lường
Một trong những cách hứa hẹn nhất để giải quyết những thách thức này là lược tần số quang học
lược tần số quang tạo ra các xung cực ngắn (xung femtosecond) với tần số lặp lại cực kỳ ổn định
Như được hiển thị trong Hình 1, tần số lặp lại này là "độ phân giải phổ" của lược tần số quang,
Nói cách khác, đây là một tham số quan trọng xác định "khoảng thời gian của" răng lược "trong miền tần số"

Các phép đo khoảng cách thường sử nhà cái w88 "Phương pháp lược kép" kết hợp hai Combs tần số quang
Lần này, bằng cách sử nhà cái w88 lược tần số quang với tần số lặp lại hơi khác nhau làm bộ tạo dao động cục bộ,
Độ phân giải quang phổ có thể được giảm xuống (sự khác biệt về tần số lặp đi lặp lại của hai khối tần số quang) (Hình 1D)
Tuy nhiên, sự ổn định của hệ thống lược tần số quang kép rất hữu ích cho các phép đo khoảng cách chính xác cao, nhưng do tần số lặp lại thấp,
Tần số mà khoảng thời gian xung laser tăng (Hình 1a) và hệ thống LIDAR cập nhật thông tin đích,
Nói cách khác, "tỷ lệ cập nhật" sẽ bị hạn chế

Hình 1: Đặc điểm nhiễu của các loại nguồn ánh sáng kép khác nhau
Fibercom và Microcom có những ưu điểm và nhược điểm của riêng họ
[1]

Một giải pháp hứa hẹn cho vấn đề này là "Bộ cộng hưởng Vòng vi mô (MRR),"
hoặc "lược tần số Kerr" được sử nhà cái w88 như một lược tần số quang
9748_9793
Chúng tôi đã phát triển một "phương pháp lược tần số kép (DFC)" kết hợp các lợi thế của mỗi phương thức
Phương pháp này đã thành công trong việc cải thiện đáng kể tỷ lệ cập nhật trong khi duy trì độ chính xác đo cao

Độ phân giải

Bộ cộng hưởng vi mô thường là các cấu trúc nhỏ được micromachined trên cơ chất và tần số đầu ra lược khi được điều khiển bởi laser bơm
Bộ cộng hưởng microring có thể đạt được tần số lặp lại rất cao (Hình 1b), nhưng
Biến đổi tần số lặp đi lặp lại và sự không ổn định của tần số quang trở thành một vấn đề, hạn chế độ chính xác của các phép đo khoảng cách trong thời gian dài
Đáp lại, nhóm nghiên cứu tại XIOPM và HUST đề xuất
Đây là "Cài đặt lược tần số kép (DFC)" kết hợp một chiếc lược sợi và bộ cộng hưởng microring (xem Hình 2)

Hình 2: Sơ đồ của thử nghiệm phạm vi DFC của XIOPM
Moku: Phòng thí nghiệm được mô tả là servo ở đây
[1]

Trong thiết lập này, ánh sáng laser diode được điều chế (ECDL) được sử nhà cái w88 làm nguồn sáng bơm cho bộ cộng hưởng microring,
Đầu ra từ bộ cộng hưởng microring được chiếu xạ lên đối tượng đo thông qua bộ khuếch đại sợi quang (EDFA)
Ở đây, Fibercom không chỉ đóng vai trò là bộ dao động cục bộ ổn định để giải điều chế, mà còn cung cấp tín hiệu tham chiếu khóa cho máy bơm laser
MOKU: Hộp khóa laser của phòng thí nghiệm (hiển thị là "servo" trong Hình 2) sử nhà cái w88 bộ điều khiển PID bên trong để cung cấp phản hồi cho laser
Điều này theo dõi tín hiệu lỗi giữa laser kích thích và lược sợi cực ổn định và thực hiện điều khiển vòng kín
Do đó, độ ổn định của laser kích thích được cải thiện rất nhiều và độ ổn định của tín hiệu đầu ra từ bộ cộng hưởng microring cũng được cải thiện

Zhichuang Wang, một sinh viên tiến sĩ tại XIOPM và một trong những tác giả chính của bài báo này,
Ông nói rằng hộp khóa laser là một trợ giúp tuyệt vời trong việc cải thiện độ chính xác của thiết lập DFC

"Tôi cũng đã thử các công ty được thực hiện bởi các công ty khác, nhưng hiệu suất không tốt
Tôi đã sử nhà cái w88 Moku trong khoảng một năm rưỡi Hộp khóa laser có các tính năng tích hợp và rất dễ sử nhà cái w88
Tôi thích rằng không cần bộ trộn bên ngoài và nó cũng có bộ điều khiển PID tích hợp "

Kết quả

Nhóm nghiên cứu tại XIOPM và Hust đã sử nhà cái w88 hệ thống DFC lai
Chúng tôi đã thành công trong việc tận nhà cái w88 cả tần số lặp lại cao của bộ cộng hưởng microring và độ ổn định cao của lược sợi
Để đánh giá hiệu suất của hệ thống này, chúng tôi đã tiến hành một thí nghiệm trong đó các đĩa quay tốc độ cao với các rãnh có độ sâu khác nhau được sử nhà cái w88 làm mục tiêu của hình ảnh
Kết quả được so sánh với các máy đo tọa độ có bán trên thị trường (CMMS) và được hiển thị trong Hình 3F

Hình 3: Kết quả đo lường trong tham chiếu 1
(e) là kết quả của kết quả đo độ lệch Alan cho thiết lập DFC và (f) là kết quả của các thí nghiệm khác nhau đối với các đĩa có rãnh
[1]

Do sự ổn định được cải thiện do khóa laser bơm, độ chính xác đo của thiết lập DFC là
Chúng tôi đã xác nhận rằng nó đạt 3,572 Pha với thời gian trung bình là 4136, và 432nm với thời gian trung bình là 827,2
Bởi vì có sự khác biệt lớn về tốc độ lặp lại giữa bộ cộng hưởng microring và lược sợi
So với hệ thống lược sợi kép thông thường, tốc độ đo đã được tăng khoảng 200 lần

Thiết lập DFC của nhóm nghiên cứu là một giải pháp đo khoảng cách cực kỳ ổn định duy trì tốc độ cập nhật cực kỳ chính xác và tốc độ cao trong khi cũng cung cấp kiểm soát động
Là một cảm biến LIDAR chính xác phụ, nó có khả năng được áp nhà cái w88 trong các ứng nhà cái w88 đòi hỏi độ chính xác và nhanh nhẹn, chẳng hạn như trong các trường sản xuất và xử lý

Mặc dù thí nghiệm này đã kết thúc, Wang cho biết ông muốn sử nhà cái w88 các tính năng khác của Moku: Lab trong nghiên cứu trong tương lai

"Bây giờ chúng tôi sẽ sử nhà cái w88 'đồng hồ pha' để đánh giá các đặc điểm của nhiễu pha
Tôi dự định sử nhà cái w88 "Máy phân tích thời gian & tần số" làm bộ đếm tần số để đo độ lệch Alan! "

Phân tích thời gian & tần số

Tài liệu tham khảo

[1] Z Wang, J Zhi, H Wu, B E Little, S T Chu, J Zhang, Zhang, Z Lu, C Shao, W Wang và W Zhang
Đo lường khoảng cách nhanh và chính xác với laser lược lai, ((2024)

Photonics nâng cao Nexus Bài viết