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推导出了等效Fabry-Perot腔输出光强的表达式,结合Labview和Matlab软件编写了自适应噪声抵消器。提出了将自适应噪声抵消器应用到激光散斑信号的去噪处理,并通过计算散斑频谱能量密度推算出了被测目标的速度。基于Labview软件编写了监控程序,通过以太网实现了远程控制激光散斑信号对运动物体速度的实时测量。
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第
37
卷 第
6
期
2
0
1
1
年
1
1
月
光 学 技 术
OPTICAL
TECHNIQUE
Vol.37No.6
Nov. 2011
文章编号
:
1002
-
1582
(
2011
)
06
-
0751
-
05
光纤激光自混合散斑远程测速研究
*
段啊丽
1
,
韩道福
1
,
马力
1
,
戚小平
1
,
郭冬梅
2
(
1.
南昌大学 物理实验中心
,
江西 南昌
330031
)
(
2.
南京师范大学 江苏省光电重点实验室
,
江苏 南京
210097
)
摘
要
:
推导出了等效
Fabr
y
-
Perot
腔输出光强的表达式
,
结合
Labview
和
Matlab
软件编写了自适应噪声抵消器
。
提出了将自适应噪声抵消器应用到激光散斑信号的去噪处理
,
并通过计算散斑频谱能量密度推算出了被测目标的速度
。
基于
Labview
软件编写了监控程序
,
通过以太网实现了远程控制激光散斑信号对运动物体速度的实时测量
。
关 键 词
:
光学测量
;
散斑
;
远程测速
;
自适应噪声抵消器
中图分类号
:
O436
文献标识码
:
A
Remote
velocit
y
measurement
based
on
self
-
mixin
g
s
p
eckle
of
a
fiber
laser
DUAN
Ali
1
,
HAN
Daofu
1
,
MA
Li
1
,
Qi
Xiao
p
in
g
1
,
Guo
Don
g
mei
2
(
1.Basic
Ph
y
sics
Ex
p
eriment
Center
,
Nanchan
g
Universit
y
,
Nanchan
g
330031
,
Jian
g
xi
,
China
)
(
2.Jian
g
su
Ke
y
Lab
of
O
p
to
-
electronic
Technolo
gy
,
Nan
j
in
g
Normal
Universit
y
,
Nan
j
in
g
210097
,
Jian
g
su
,
China
)
Abstract
:
The
o
p
tical
intensit
y
ex
p
ression
of
out
-
p
ut
li
g
ht
from
e
q
uivalent
F
-
P
cavit
y
is
deduced
theoreticall
y
.Aa
p
-
tive
noise
canceller
based
on
mixed
p
ro
g
ram
between
Labview
and
Matlab
is
desi
g
ned
,
and
it
is
introduced
to
reduce
noise
of
s
p
eckle
si
g
nal.The
velocit
y
of
tar
g
et
ob
j
ect
can
be
reckoned
after
calculatin
g
the
ener
gy
densit
y
of
s
p
eckle
fre
q
uenc
y
s
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ectrum.A
PC
p
rocedure
is
desi
g
ned
based
on
Labview
,
the
velocit
y
measurement
of
movin
g
tar
g
et
can
be
controlled
re
-
motel
y
b
y
Ethernet.
Ke
y
words
:
o
p
tical
measurement
;
s
p
eckle
;
remote
velocit
y
measurement
;
ada
p
tive
noise
canceller
0
引
言
当激光照射在物体上时
,
被粗糙物面各个面元
反射的相干光相互干涉
,
产生散斑
。
由于散斑携带
了粗糙物面的相关信息
,
借助散斑信号可以测量物
体的运动速度
。
1968
年
,
Rudd
[
1
]
第一次利用气体激
光器散斑探测到了移动的外部反射物的多普勒频
移
,
并根据简单的放大器模型
,
分析了外部光反馈引
起的 强 度波动
,
完成了速度 测 量
。
1996
年
,
Shiba
-
ta
[
2
]
等人利用半导体激光器的自混合散斑信号的平
均频率测量了透明物体的运动速度
。
2007
年
,
我们
利用环形掺铒光纤激光器组建了全光纤自混合散斑
测速系统
,
采用 分 形法 测 量了 旋转物 体 的 速 度
[
3
]
。
利用散斑信号测速的方法还有自相关法
、
脉冲计数
法等
[
4
,
5
]
,
虽然在这方面研究较多
,
但测量的精度却
并不高
。
这主要是由于散斑信号本身就是噪声信号
所致
。
自适应滤波器
[
6
,
7
]
是一种能自动调节本身的
157
*
收稿日期
:
2011
-
05
-
16
;
收到修改稿日期
:
2011
-
08
-
24
E
-
mail
:
dal1109
@
126.com
基金项目
:
国家自然科学基金资助项目
(
60808019
)
和江苏省光电重点实验室开放基金资助项目
作者简介
:
段啊丽
(
1986
-
),
女
,
硕士研究生
.
主要从事光电子技术与激光应用等方面的研究
。
导师简介
:
韩道福
(
1974
-
),
男
,
博士
,
副教授
.
主要从事光电子技术与激光应用等方面的研究
。
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