學(xué)位論文排版示例

1、索取號：博 士 學(xué) 位論微納米技術(shù)的研究研究生 :郭冬梅 王鳴 教授 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子科學(xué)與技術(shù) 物理電子學(xué) 2007年3月10日 2007年5月25日指導(dǎo)教師 : 培養(yǎng)單位 : 一級學(xué)科 : 二級學(xué)科 : 完成時間 : 答辯時間 :博士學(xué)位論文 物理電子學(xué) 郭冬梅 南京師范大學(xué) II學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲本人鄭重聲明：1、堅持以“求實、創(chuàng)新”的科學(xué)精神從事研究工作2、本論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果。3、本論文中除引文外，所有實驗、數(shù)據(jù)和有關(guān)材料均是真實的。4、本論文中除引文和致謝的內(nèi)容外，不包含其他人或其它機構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。5、其他同志對本研究所做的

2、貢獻均已在論文中作了聲明并表示了謝意。研究生簽名：日 期：學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人完全了解南京師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并向國家主管部門或其指定機構(gòu)送交論文的電子版和紙質(zhì)版；有權(quán)將學(xué)位論文用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文進入學(xué)校圖書館被查閱；有權(quán)將學(xué)位論文的內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索；有權(quán)將學(xué)位論文的標題和摘要匯編出版。保密的學(xué)位論文在解密后適用本規(guī)定。研究生簽名：日 期：激光自混合干涉是指激光器輸出的光被外部物體反射或散射后，其中一部分光又反饋回激光器的諧振腔。反饋光攜帶了外部物體的信息，與腔內(nèi)光相混合后，調(diào)制激光器的輸出，形成自混合干涉。激光的自混合干涉來

3、源于激光器的外部光反饋效應(yīng)，以前人們總是設(shè)法消除光反饋的影響，后來逐漸的由消除光反饋的不利影響到主動利用光反饋效應(yīng)檢測物理量，從而形成了一門新的技術(shù)。為了提高自混合干涉的微位移測量精度，高精度的相位測量法被引入自混合干涉技術(shù)中，已見報道主要有兩種方法：IAbstractAbstractWhen a portion of light emitted from a laser source is reflected or scattered back into the laser cavity by an external target, the reflected light will mix

4、with the light inside the cavity, causing a modulation of the laser output power. This phenomenon is called as self-mixing interference (SMI) , in which the reflected light carries some information of the external target. The self-mixing interference comes from the optical feedback effect. People al

5、ways tried to eliminate the optical feedback effect previously. Gradually people began to make use of it actively to measure some physical quantities, thus self-mixing interference technology was brought forth.In order to improve the displacement measurement accuracy of the self-mixing interference,

6、 high accuracy phase measurement method is introduced into the SMI system. Key words: Self-mixing interference, Phase modulation, Electro-optic modulatorII目錄目錄摘 要 . I Abstract . II第1章 緒論 . 11.1 激光自混合干涉技術(shù)的興起及發(fā)展 . 11.2 激光自混合干涉技術(shù)各國研究現(xiàn)狀 . 11.2.1 以S.Donati為代表的意大利研究小組 . 11.2.2 以Gratten為代表的英國研究小組 . 2第2章 激光

7、自混合干涉效應(yīng)基本理論及實驗研究 . 32.1 激光自混合干涉系統(tǒng)理論模型 . 32.2 激光自混合干涉現(xiàn)象定量觀察 . 42.2.1 實驗裝置 . 42.2.2 實驗結(jié)果 . 4第6章 結(jié)論 . 5附錄 A . 6參考文獻 . 7在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果 . 8致 謝 . 91第1章 緒論第1章干涉測試技術(shù)是以光波干涉原理為基礎(chǔ)進行測試的一門技術(shù)，與一般的光學(xué)成象測試技術(shù)相比，具有更高的測試靈敏度和精度；絕大部分的干涉測試都是非接觸式的測量，不會給被測件帶來表面損傷和附加誤差。干涉測試技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，幾乎已經(jīng)被應(yīng)用到所有的工業(yè)部門和科學(xué)研究上。激光的出現(xiàn)，解決了光干涉技術(shù)的光源性能

8、問題，半導(dǎo)體激光器的引入，使光源調(diào)制靈活，方便且大大減小了光源尺寸和造1.1激光自混合干涉是指在激光應(yīng)用系統(tǒng)中，激光器輸出的光被外部物體反射或散射后，其中一部分光又反饋回激光器的諧振腔，反饋光攜帶外部物體的信息，與激光腔內(nèi)的光相混合后，調(diào)制激光器的輸出功率，因輸出的光信號與傳統(tǒng)的雙光束干涉有相似之處，故被稱之為自混合干涉（self-mixing interference）。追溯激光自混合效應(yīng)的起源，可以歸屬為激光器外部光反饋效應(yīng)。由于光反饋作用的結(jié)果可嚴重的影響激光器的輸出特性，所以在激光應(yīng)用系統(tǒng)中，光反饋對系統(tǒng)的影響一直是備受關(guān)注的問題。人們總是試圖消除光反饋的不利影響，因此研究者特別關(guān)注光

9、反饋引起的光噪聲1-2譜線展寬3-4和相干猝滅現(xiàn)象5-6等方面的研究，這些效應(yīng)帶給激光系統(tǒng)致命性的破壞。隨著研究的深入，人們逐漸由消除光反饋的不利影響到主動利用光反饋現(xiàn)象進行物理量的測量，從而形成激光自混合干涉技術(shù)。 1.2 1.2.1 以S.DonatiSDonati 是意大利Pavia 大學(xué)電子系的教授，早在1975年就開始研究激光反饋干涉儀。1978年他利用背向散射效應(yīng)，用He-Ne激光構(gòu)成自準直儀23，之后，研究1第1章 緒論興趣一直集中在外腔激光器，研究外部光場對激光器的影響24。近年來，其研究小組連續(xù)報道了他們的研究成果，1995年，首次研制出用于矢量位移測量的激光管反饋干涉儀25

10、，該系統(tǒng)在一定反饋強度下，激光器處于雙穩(wěn)態(tài)，干涉信號包含位移信息，用硬件電路實現(xiàn)位移的自動測量和方向判別。1996年，結(jié)合個人計算機，考慮溫度控制，用軟件實現(xiàn)了位移的自動測量和方向辨識26。在以上研究基礎(chǔ)上，1997年，該小組又報道了不同光反饋水平下位移重構(gòu)的軟件實現(xiàn)27。該研究小組一直未采用“自混合”術(shù)語，而是習(xí)慣稱之為“單通道”或者“光反饋”干涉儀。該研究小組對自混合干涉位移測量技術(shù)的發(fā)展，作出了巨大的貢獻。1.2.2 以Gratten為代表的英國研究小組Gratten 先生是英國City 大學(xué)，電子與信息工程系教授，1993年，其科研小組報道了光反饋型光纖耦合LDV，光纖的引入使自混合型

11、LDV的信噪比大大提高28。自93年以來開始明確采用：“自混合”術(shù)語15。很快被國際同行接受并使用。其小組注重觀察各種自混合干涉現(xiàn)象并加以利用，許多新的實驗現(xiàn)象有該小組首先報道，如多模激光的自混合干涉效應(yīng)、傾斜外腔的倍頻現(xiàn)象29等。提出了獨具特色的應(yīng)用系統(tǒng)，如自混合干涉結(jié)構(gòu)的波長合成系統(tǒng)，自混合干涉結(jié)構(gòu)與微諧振器組合的光學(xué)微機械測量系統(tǒng)30。為自混合干涉的機理探討和應(yīng)用研究做出了重要的貢獻。2第2章 激光自混合干涉效應(yīng)基本理論及實驗研究第2章 激光自混合干涉效應(yīng)基本理論及實驗研究2.1 激光自混合干涉系統(tǒng)理論模型激光器的自混合即激光反饋效應(yīng)，激光器輸出光被外部物體反射或散射后，其中一部分光又被

12、反饋，并耦合到內(nèi)激光腔。重新注入的激光與激光腔內(nèi)的光混合，引起輸出功率和頻率的變化，形成激光器的自混合效應(yīng)。當(dāng)被測物距離激光器的距離小于激光相干長度的一半時，自混合干涉系統(tǒng)可作為復(fù)合腔激光器，用三鏡腔模型等效，等效圖如圖2.1M1 M2 M3圖2.1這里忽略光在外腔中的多次反饋效應(yīng)。激光器的發(fā)光頻率，r1、r2是激光腔面M1、M2的幅值反射率，r3為外部反射鏡M3的幅值反射率，t是鏡面M2由內(nèi)腔到外腔的透射系數(shù)。3第2章 激光自混合干涉效應(yīng)基本理論及實驗研究2.2 激光自混合干涉現(xiàn)象定量觀察2.2.1 實驗裝置圖 2.8 半導(dǎo)體激光自混合干涉定量觀察實驗系統(tǒng)半導(dǎo)體激光自混合干涉定量分析系統(tǒng)的實

13、驗裝置如圖2.8。將圖2.7中的He-Ne激光器換為一個半導(dǎo)體激光器，由半導(dǎo)體激光器中自帶的PD對自混合干涉信號進行監(jiān)測，無需外置PD。由于半導(dǎo)體激光器發(fā)光區(qū)幾何尺寸的不對稱。 2.2.2 實驗結(jié)果將圖2.16和圖2.17 中實驗得到的自混合干涉條紋數(shù)和表1中的理論值相比較發(fā)現(xiàn)，實驗條紋數(shù)和理論值基本符合，也就是從實驗上驗證了一個自混合干涉條紋對應(yīng)與外腔/2移動，而自混合干涉條紋的傾斜情況則可以用來確定PZT的位移方向。表2.1 理論計算得到的PZT圖2.12、 2.13(a)(b)(c) 振動幅度（p-p）（m） 0.7m 1.3m 2m 理論計算的條紋數(shù) 2.2 4.1 6.3 4第6章

14、結(jié)論第6章 結(jié)論量程和分辨率的提高是所有測量技術(shù)追求的共同目標，自混合干涉系統(tǒng)具有傳統(tǒng)干涉系統(tǒng)所無法比擬的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、干涉信號含有方向信息等優(yōu)勢，但傳統(tǒng)干涉技術(shù)由于其悠久的歷史、在提高干涉相位測量精度方面積累了許多成熟的技術(shù)，相應(yīng)如此，自混合干涉信號處理方法研究起步較晚，這方面有待于深入研究。為了提高自混合干涉的微位移測量精度，高精度的相位測量法被引入自混合干涉中，已見報道主要有兩種方法：線性電流調(diào)制和外腔長度調(diào)制方法。注入電流調(diào)制是半導(dǎo)體激光自混合干涉儀最常用的一種調(diào)制方法，通過改變半導(dǎo)體激光器的注入電流來調(diào)制單模激光器的輸出頻率。但電流調(diào)制以其固有的缺點，如溫漂大、邊模抑制比低、波長連

15、續(xù)調(diào)制范圍小等等，制約了其應(yīng)用的范圍。 5附錄附錄 A表A1 ELD63NT15型LD電氣參數(shù)6參考文獻參考文獻 1 M. Fujiwara, K. Kubota and R. Long. Low-frequencylaser diode with external optical feedback. Appl. Phys. Lett. , 1981,38(4): 217-2202 H. Yasaka, Y. Yoshikuni, H. Kawaguchi. FM noise and spectral line widthreduction by incoherent optical nega

16、tive feedback. IEEE. J. Q. E., 1991, 27(2):193-2043 L. Goldberg. Spectral characteristics of semiconductor laser with optical feedback.IEEE J. Q. E., 1982,18(6): 555-5634 T. Chartier, B. Mezine, F. Sanchez, et al. Optical feedback effects in Nd-dopedfiber lasers with broadband spectra. Appl. Opt., 1

17、996,35(12): 2016-20227在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果 1. D. Guophase modulating technique. Optics Express，2005, 13(5): 1537-1543 (SCI&EI)2. D. Guo and M. Wang, Self-mixing interferometer based on temporal-carrierphase-shifting technique for micro-displacement reconstruction. Optics Communications，2006，263(1): 91-97 (SCI&EI)3. D.Guo and M.Wang, Self-mixing interferometry based on a double modulationtechnique for absolute