弹光调制干涉具的频率匹配研究

【摘要】光谱测量被广泛应用到有毒物质监测、食品安全监测、航空航天、生物医学以及军事等领域，其中基于弹光调制干涉具的傅里叶变换光谱技术具有调制频率高、光谱范围宽、灵敏度高以及抗震能力强等特点，被广泛应用到光谱测量领域。利用这种光谱技术制成的光谱仪，其核心部件是弹光调制干涉具，而干涉具性能主要是由组成弹光调制器(photoelastic-modulator，PEM)的弹光晶体和压电晶体决定的，二者频率越匹配，PEM就越谐振，振幅越大，调制后的光程差就越大，干涉具的分辨能力就越强，所以对PEM频率匹配的研究很有必要。本文首先在分析弹光调制光谱测量技术国内外研究现状的基础上，结合仪器专项的要求，对机械振动特征频率理论进行了详细研究，研究了在简谐力的激励下，有阻尼受迫振动的振动理论，使用MATLAB仿真了谐振频率附近的振动位移图，并进行了分析说明和实验验证；其次，提出了一种由已知材料的谐振频率推算未知材料谐振频率的理论，且使用MATLAB和多物理场耦合分析软件(COMSOLMultiphysics)进行了仿真验证，对实际测量有重要的指导意义。最后，根据该理论计算出已有硒化锌的谐振频率，在考虑阻尼的情况下，计算出了该谐振频率下压电晶体的尺寸，且通过COMSOL软件对两种材料以及PEM的特征频率进行了有限元仿真验证，并进行了实验验证。结果表明，在误差允许范围内，两种材料以及PEM的特征频率仿真结果与理论值非常接近；在软件仿真中，只能获得谐振频率近似值，频率接近谐振频率时，会出现拍频的现象，与实验结果相符，由于阻尼的存在，随时间的积累，最后达到稳态；对PEM的实际研究设计具有重大的指导意义。
【作者】王立福；
【导师】王志斌；
【作者基本信息】中北大学，光学工程，2014，硕士
【关键词】弹光调制；阻尼系数；拍频振动；频率匹配；COMSOLMultiphysics；

【参考文献】
[1]潘健.湘钢80t转炉溅渣护炉计算机控制[J].冶金自动化,2001,02:32-34+49.
[2]陈英丽.中职体育生文化课学习动机的调查分析[D].内蒙古师范大学,心理健康教育（专业学位）,2013,硕士.
[3]姚静.多电飞机电气系统的故障诊断研究[D].西北工业大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[4]牛志远.反渗透海水淡化膜系统优化设计与优化调度的研究[D].杭州电子科技大学,检测技术与自动化装置,2014,硕士.
[5]陈静.冷链物流外包决策问题研究[D].南京大学,工业工程（专业学位）,2013,硕士.
[6]王荣彬.遥感影像综合评价与自适应复原方法研究[D].武汉大学,2014.
[7]何剑萍,朱健伟,朱可建,程浩.结节性皮肤狼疮黏蛋白病1例报道[J].全科医学临床与教育,2014,04:465-467+481.
[8]靳琳.农户金融排除影响因素研究[D].吉林大学,金融,2013,硕士.
[9]王奇,宋晔,王祥科.等离子体技术制备石墨烯铂钯复合物[A].中国力学学会等离子体科学与技术专业委员会、中国物理学会等离子体物理分会、中国核科学核聚变与等离子体物理学会.第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集[C].中国力学学会等离子体科学与技术专业委员会、中国物理学会等离子体物理分会、中国核科学核聚变与等离子体物理学会:,2013:1.
[10]徐娜.Nesfatin-1与2型糖尿病关系及其机制的研究[D].天津医科大学,流行病与卫生统计学,2014,博士.
[11]李义沙.头孢曲松钠减轻水通道蛋白4抗体对星形胶质细胞的毒性作用[D].河北医科大学,神经病学,2014,硕士.
[12]姜建国.特约主编寄语[J].电力系统自动化,2014,03:1.
[13]汪德根.呼伦贝尔—阿尔山旅游区空间组织研究[D].安徽师范大学,人文地理学,2004,硕士.
[14]邓卫丰,李建华.CSP生产线轧机过程控制计算机系统[J].冶金自动化,2004,04:69-70.
[15]张琼.乙型肝炎病毒相关性肾炎与原发性肾小球病合并乙型肝炎病毒感染的临床与病理对照分析[D].广西医科大学,肾内科（专业学位）,2013,硕士.
[16]王禹琪.张衡赋语词祖述与文化倾向[D].吉林大学,中国古代文学,2013,硕士.
[17]王坤.在线投票系统的设计与实现[D].华中科技大学,软件工程,2013,硕士.
[18]张焕宜.论钱理群的中学鲁迅作品教学及其启示[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[19]弓磊.城市中年空巢家庭夫妻的生活状况研究[D].山西师范大学,社会学,2013,硕士.
[20]杨楠.文化接受与文化过滤[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[21]陈前恒.农村信用社产权制度改革研究[D].中国社会科学院研究生院,农业经济管理,2003,硕士.
[22]徐梦.评价RIFLE标准及AKIN标准在危重症患者急性肾损伤中的诊断价值[D].河北医科大学,急诊医学（专业学位）,2013,硕士.
[23]张凯.菲律宾布拉卡大学汉字学习的难点调查及教学策略[D].西北大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[24]曹志超.网络条件下城市轨道交通突发大客流演化机理和应急策略研究[D].北京交通大学,城市交通工程,2013,硕士.
[25]万军洲.基于网络带宽约束的网格任务调度算法研究[D].武汉理工大学,2005.
[26]董庆源.江苏省属高校国有资产管理软件使用小结[J].企业改革与管理,2014,24:173.
[27]吴相蓉.论蒋韵小说创作的艺术特色[D].广东技术师范学院,中国现当代文学,2013,硕士.
[28]马海燕.非接触式IC卡技术研究及防冲突系统设计[D].合肥工业大学,信号与信息处理,2003,硕士.
[29]仇冬则.蟾毒灵对人肝癌细胞株增殖迁移侵袭黏附能力的影响及其机理研究[D].复旦大学,中西医结合临床,2012,硕士.
[30]陆滟霞.MiR-200c-Sox2负反馈机制调节结直肠癌干性、生长和转移[D].南方医科大学,病理学与病理生理学,2014,博士.
[31]周颖.氮化镓热力学性质及其相变问题的第一性原理研究[D].重庆大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[32]张宁.高校研究生管理系统的设计与实现[D].辽宁科技大学,计算机技术,2012,硕士.
[33]樊利娜.藏药波棱瓜子总木脂素部位对实验性肝损伤保护作用及其机制探讨[D].西南民族大学,有机化学,2014,硕士.
[34]周子懿,蒋慎言.LD转炉动态控制CRM模型[J].冶金自动化,1989,02:3-8+20.
[35]郭峥.预备拍在音乐作品中的应用研究[D].湖南师范大学,音乐学,2014,硕士.
[36]柯海燕.基于视频图像的运动目标检测与跟踪算法研究[D].西安科技大学,计算机技术,2013,硕士.
[37]徐铭.工业水权交易机制研究[D].浙江理工大学,区域经济学,2014,硕士.
[38]叶子蔚.L’Esprit des Glaces（节选）汉译研究：接受美学视角下的少年文学翻译[D].北京外国语大学,翻译,2013,硕士.
[39]黄蕾.当前我国城市贫困问题的原因分析与对策建议[D].吉林大学,社会学,2004,硕士.
[40]王雨时.基于.NET平台SCADA系统的设计与开发[D].沈阳理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[41]丁伯阳,徐庭,潘晓东,李通坤.格林函数表象积分对打桩排水的计算[J].岩土力学,2014,07:1935-1942.
[42]玄德.基于WPF的初中化学仿真实验工具的设计与开发[D].华中师范大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[43]范亚男.捆绑式贲门周围血管缝扎术的临床应用研究[D].华中科技大学,外科学,2013,硕士.
[44]袁贺清.LT公司员工激励机制的现状及改进措施研究[D].内蒙古大学,工商管理,2013,硕士.
[45]刘思超.一款用于暖通空调系统的控制及传输的硬件模块设计[D].天津大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[46]阿拉腾巴根.荒漠草原牛粪分解特征研究[D].内蒙古师范大学,动物学,2012,硕士.
[47]马浩剑.泰州市党政代表团来常考察交流[N].常州日报,2015-06-17A01.
[48]叶景秋.网络视域下的旅游文化建构[D].华中师范大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[49]陈云凤.吸烟对慢性牙周炎患者基础治疗效果的影响[D].河北医科大学,口腔医学（专业学位）,2013,硕士.
[50]侯金旻.《公安信息系统应用》课程逆向循环案例教学模式的应用研究[D].内蒙古师范大学,教育技术学,2013,硕士.