正弦相位调制

正如在有关迈克尔逊干涉仪的章节中所提到的,我们 SmarAct 对激光源进行正弦相位调制,以产生包含调制频率谐波的干涉信号。这是通过交变激光二极管的注入电流产生的,从而对发射波长 λ 进行调制,可表示为

λ = λ0 + δλ - sin(ωt)

其中,λ0 是载波波长,δλ 是调制幅度,ω 是角调制频率。应用时,干扰信号可表示为

I(t) = Sω - cos(ωt) + S2ω - sin(2ωt) + S3ω - cos(3ωt) + ----、

Sω(t) = J1[z(t)] - sin[α(t)]

S2ω(t) = J2[z(t)] - cos[α(t)]

S ω(t) = J3[z(t)] - sin[α(t)] S2ω(t) = J2[z(t)] - cos[α(t)

其中,z(t) 是取决于调制幅度 δλ 的调制深度,Jn 是第一类的 n 次贝塞尔函数。利用频率 n - ω 的标准解调,可以提取 Snε{1,2,3,...} 的分量。- 连续成对的分量,如 [Sω(t);S2ω(t)],相位相差 90°,或者换句话说,是正交的。

通过DeepL.com(免费版)翻译

工作距离 - 贝塞尔函数

正交信号(Sω;S2ω)可以用正弦和余弦函数以及贝塞尔第一类函数来表示。只有当两个信号分量的振幅都高于系统的检测极限时,才能进行可靠的测量。

 

如前所述,贝塞尔函数取决于调制幅度,这意味着改变 δλ 会缩小或拉伸贝塞尔包络,从而缩小或拉伸可实现的工作范围。当需要更大的工作距离时,这些函数的周期长度就会增加。这样就能实现更大的工作范围,而不会遇到信号质量下降到阈值以下的情况。

这里必须区分工作范围和工作距离: 前者指的是可以进行测量的范围,而后者指的是传感器与目标之间的距离。因此,工作范围是测量过程中遇到的最低和最高工作距离之间的差值。