Nghiên cứu phương pháp kiểm soát và đo chỉ số điều biến của giao thoa kế điều biến tần số để đo dịch chuyển với độ chính xác cao
8 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.105.2025.139-146Từ khóa:
FMI; Chỉ số điều biến m; LIAs; Phạm vi đo.Tóm tắt
Bài báo trình bày cơ sở lý thuyết kết hợp thực nghiệm, xây dựng thuật toán để kiểm soát và đo chỉ số điều biến (m) của giao thoa kế điều biến tần số (FMI) đo dịch chuyển với độ chính xác cao. Trong hệ FMI đo dịch chuyển, giá trị m và bộ trích xuất đồng bộ (LIAs) là hai yếu tố quan trọng tạo điểm khác biệt so với các phương pháp giao thoa truyền thống. Trong khi giá trị m quyết định giới hạn phạm vi đo thì bộ LIAs đảm bảo độ chính xác cao cho phạm vi đó. Trong FMI, chỉ số điều biến nhúng trong tất cả các hàm điều hòa, khi phạm vi đo lớn, cường độ hàm điều hòa thay đổi, m thay đổi theo độ dịch chuyển làm giảm tỷ lệ tín/tạp (SNR) của các cặp tín hiệu giao thoa, làm giảm độ chính xác. Một phương pháp kiểm soát giá trị m thông qua mối quan hệ giữa khoảng đo ban đầu , m và hàm Bessel được đề xuất. Theo đó, giá trị định lượng của m cũng được đo chính xác dựa trên tỷ lệ cường độ các cặp tín hiệu giao thoa chẵn, lẻ liên tiếp. Thực nghiệm kiểm chứng phương pháp với khoảng đo ban đầu 25cm, giá trị m được kiểm soát và đo được m=2,575, hiệu chỉnh đạt điểm đặc biệt m 2,631 của hàm Bessel.
Tài liệu tham khảo
[1]. M. Pisani, “A homodyne Michelson interferometer with sub-picometer resolution”, Meas. Sci. Technol. 20(8) 084008, (2009).
[2]. J. Ahn, J.-A. Kim, C.-S. Kang, J.-W. Kim, S. Kim, “A passive method to compensate nonlinearity in a homodyne interferometer”, Opt. Express 17(25) 23299-23308, (2009).
[3]. Y. Cai, B. Xie, Z. Wen, K. C. Fan, “A miniature laser diode interferometer with self-compensation of retroreflector’s motion errors for displacement feedback of small-sized micro/nano motion stages”, Measurement 186, 110172, (2021).
[4]. H. Nozato, W. Kokuyama, A. Ota, “Improvement and validity of shock measurements using heterodyne laser interferometer”, Measurement 77, 67-72, (2016).
[5]. W. Hou, “Optical parts and the nonlinearity in heterodyne interferometers”, Precis. Eng. 30(3), 337-346, (2006).
[6]. L. Yan, B. Chen, Z. Chen, J. Xie, E. Zhang, S. Zhang, “Phase-modulated dual-homodyne interferometer without periodic nonlinearity”, Meas. Sci. Technol. 28(11), 115006, (2017).
[7]. T. T. Vu, H. H. Hoang, T. T. Vu, N. T. Bui, “A displacement measuring interferometer based on a frequency-locked laser diode with high modulation frequency”, Appl. Sci. 10(8) 2693, (2020).
[8]. T. T. Vu, M. Higuchi, M. Aketagawa, “Accurate displacement-measuring interferometer with wide range using an I2 frequency-stabilized laser diode based on sinusoidal frequency modulation”, Meas. Sci. Technol. 27(10) 105201, (2016).
[9]. T.T.Vu,Y.Maeda, M. Aketagawa, “Sinusoidal frequency modulation on laser diode for frequency stabilization and displacement measurement”, Measurement 94, 927- 933, (2016).
[10]. Hoang Anh Tu, Pham Duc Quang, Vu Thanh Tung, Nguyen Thanh Dong, Tran Van Huong “High Precision Displacement Measuring Interferometer Based on The Active Modulation Index Control Method”, Measurement, Volume 214, page 112819-6, (2023).
