ATA-2082高压放大器在PGC解调算法位移测量实验中的应用

实验名称：融合PGC解调算法位移测量实验

测试设备：ATA-2082高压放大器、电光相位调制器、反射镜、He-Ne激光器等。

实验过程：

图1：混合三角相位调制SPMI的原理图和实验装置

实验装置结构如图1所示。信号处理单元产生200Hz三角形信号和200kHz正弦信号的混合相位调制信号。它由增益可调的高压放大器(HVA、ATA-2082高压放大器)放大并应用于EOM。放大后，正弦和三角波信号的振幅分别为±152V和±220V，混合信号的振幅为±372V。由于EOM的半波电压为Vπ=135V，而所调制的光束偏振方向与z轴之间的夹角为45o，此时调制深度zc和zt分别约为2.35rad和3.41rad。通过EOM的线偏振光束被调制，干涉信号变成PGC干涉信号。设计的信号处理系统采集PGC干涉信号，并使用融合PGC解调算法来获得线性化后的解调相位。

实验结果：

图2：纳米位移测量结果和FFT分析

图3：动态位移测量实验结果对比

通过线性化解调测试实验和720°范围内仿真相位解调实验证明了所提出的融合PGC解调算法的可行性，能最大限度地减小周期非线性效应并准确测量相位。在位移实验中，通过纳米级步进实验验证了融合PGC解调算法可以减小由调制深度漂移和相位延迟引起的周期非线性效应，经过融合PGC解调算法线性化后，调制深度漂移和载波相位延迟引起的周期的非线性误差从1.95nm减小到0.16nm；通过毫米级步进实验验证了该解调方法在毫米波动态测量中的实用性，在200mm距离测量实验中，采用融合PGC解调算法的干涉测量装置位移测量曲线和Renishaw比对干涉仪位移测量曲线趋势保持一致，两次测量之间的标准偏差为0.080μm。通过融合PGC解调算法的仿真和位移实验证明了设计的直线度与位移同时测量信号处理系统的可行性及有效性。

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图：ATA-2082高压放大器指标参数

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审核编辑 黄宇