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振动测量在生产和科学研究中有着重要的作用。近年来,随着微机械技术和精细加工工艺的飞速发展及大量应用,有关物体的微小位移与微小振动精确测量的研究工作引起人们的广泛重视。光学检测法作为一种重要的非接触式无损测量技术,具有结构简单、精度高、稳定好等优点,在计量测试技术领域中一直占据主导地位。光学测量方法中,以干涉法最为常见和广泛,而利用光折变晶体干涉测量是近年来发展起来的一种新技术。
本文详细介绍了微小振动的各种测量方法,分析了光折变晶体特性,如光折变效应,二波耦合及能量放大,四波耦合及相位共扼原理。晶体光折变效应是产生二波耦合作用的基础,这一部分的研究为探索利用光折变晶体二波耦合进行微振动探测提供了充实的理论基础。
本文重点提出了利用BSO晶体二波耦合原理测量微小振动的新方法。设计了实验光路图,成功搭建起实验系统,并对BSO晶体衍射效率和响应时间进行了实验研究,重点对两入射光波的夹角、光强比、偏振态、总入射光强及外加电场对二波耦合强度的影响进行了实验研究,同时也分析了影响两波耦合的其他因素,如光扇和旋光效应等,并进行了理论验证。所获得的光折变晶体的特性将为有效检测微振动提供重要的参考。
本文最后对整个研究工作进行了总结,指出了今后的研究重点。