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1、学位论文排版学 士 学 位 论 文相位调制型激光自混合干涉测量微纳米技术的研究本科生:郭冬梅指导教师:王鸣 教授培养单位:物理科学与技术学院专业学科:电子科学与技术 相位调制型激光自混合干涉测量微纳米技术的研究摘 要激光自混合干涉是指激光器输出的光被外部物体反射或散射后，其中一部分光又反馈回激光器的谐振腔。反馈光携带了外部物体的信息，与腔内光相混合后，调制激光器的输出，形成自混合干涉。激光的自混合干涉来源于激光器的外部光反馈效应，以前人们总是设法消除光反馈的影响，后来逐渐的由消除光反馈的不利影响到主动利用光反馈效应检测物理量，从而形成了一门新的技术。为了提高自混合干涉的微位移测量精度，高精度的

2、相位测量法被引入自混合干涉技术中，已见报道主要有两种方法：注入电流调制和外腔长度调制方法。光纤的引入使自混合型LDV的信噪比大大提高28。自93年以来开始明确采用：“自混合”术语15。很快被国际同行接受并使用。其小组注重观察各种自混合干涉现象并加以利用，许多新的实验现象有该小组首先报道，如多模激光的自混合干涉效应、倾斜外腔的倍构款软件的决心。该项目计中的具体应用。第3章和第4章则是从系统的可行性和安全性上分析了该项目的优势和不足。第5章具体举了几个功能模块，列举其中的关键代码进行分析该功能的实现过程最后则是对整个项目进行了最后的测试，以一个成功和一个失败的例子来让读者明白该项目的各种功能以及其

3、中的缺陷。关键词：自混合干涉，相位调制，电光晶体The self-mixing interference comes from the optical feedback effectIIAbstractWhen 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 with the light inside the cavity, causing

4、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 always tried to eliminate the optical feedba

5、ck 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, high accuracy phase measurement method i

6、s introduced into the SMI system.Key words: Self-mixing interference, Phase modulation, Electro-optic modulator目录摘 要 IAbstract II第1章 绪论 11.1 激光自混合干涉技术的兴起及发展 11.2 激光自混合干涉技术各国研究现状 11.2.1 以S.Donati为代表的意大利研究小组 11.2.2 以Gratten为代表的英国研究小组 2第2章 激光自混合干涉效应基本理论及实验研究 32.1 激光自混合干涉系统理论模型 32.2 激光自混合干涉现象定量观察 42.2.1

7、 实验装置 42.2.2 实验结果 4第3章 系统分析合干涉效应基本理论及实验研究 33.1 功能构架合干涉系统理论模型 33.2 功能模块合干涉现象定量观察 43.2.1 实验装置 43.2.2 实验结果 4第6章 结论 5附录 A 6参考文献 7在读期间发表的学术论文及研究成果 8致 谢 9第1章 绪论干涉测试技术是以光波干涉原理为基础进行测试的一门技术，与一般的光学成象测试技术相比，具有更高的测试灵敏度和精度；绝大部分的干涉测试都是非接触式的测量，不会给被测件带来表面损伤和附加误差。干涉测试技术应用十分广泛，几乎已经被应用到所有的工业部门和科学研究上。激光的出现，解决了光干涉技术的光源性

8、能问题，半导体激光器的引入，使光源调制灵活，方便且大大减小了光源尺寸和造价问题，结合计算机，则极大的提高了干涉信号的处理速度。随着渠道系统的发展，渠道冲突开始被人们所认知，渠道冲突对渠道系统的破坏性开始成为学者和企业界们共同关注的问题。目前许多中国企业面临着令人尴尬的窘境：渠道串货、渠道价格战、渠道营销冲突频发、渠道管理成本上升、销售机构臃肿而效率低下。冲突是渠道运作的常态，不少企业对此往往重视不够，缺乏相应的渠道冲突协调机制，渠道冲突的存在严重制约了企业的发展，削弱了企业的综合竞争能力。因此，合理解决渠道冲突问题，充分发挥渠道作用，通过对渠道系统进行评估来使渠道达到健康、高效的运行，使渠道成

9、员实现利益双赢是本文研究的主要目的。渠道系统的发展，渠道冲突开始被人们所认知，渠道冲突对渠道系统的破坏性开始成为学者和企业界们共同关注的问题。目前许多中国企业面临着令人尴尬的窘境：渠道串货、渠道价格战、渠道营销冲突频发、渠道管理成本上升、销售机构臃肿而效率低下。冲突是渠道运作的常态，不少企业对此往往重视不够，缺乏相应的渠道冲突协调机制，渠道冲突的存在严重制约了企业的发展，削弱了企业的综合竞争能力。因此，合理解决渠道冲突问题，充分发挥渠道作用，通过对渠道系统进行评估来使渠道达到健康、高效的运行，使渠道成员实现利益双赢是本文研究的主要目的。追溯激光自混合效应的起源，可以归属为激光器外部光反馈效应。

10、由于光反馈作用的结果可严重的影响激光器的输出特性，所以在激光应用系统中，光反馈对系统的影响一直是备受关注的问题。人们总是试图消除光反馈的不利影响，因此研究者特别关注光反馈引起的光噪声1-2谱线展宽3-4和相干猝灭现象5-6等方面的研究，这些效应带给激光系统致命性的破坏。随着研究的深入，人们逐渐由消除光反馈的不利影响到主动利用光反馈现象进行物理量的测量，从而形成激光自混合干涉技术。1.1 激光自混合干涉技术的兴起及发展 激光自混合干涉是指在激光应用系统中，激光器输出的光被外部物体反射或散射后，其中一部分光又反馈回激光器的谐振腔，反馈光携带外部物体的信息，与激光腔内的光相混合后，调制激光器的输出功

11、率，因输出的光信号与传统的双光束干涉有相似之处，故被称之为自混合干涉（self-mixing interference）。追溯激光自混合效应的起源，可以归属为激光器外部光反馈效应。由于光反馈作用的结果可严重的影响激光器的输出特性，所以在激光应用系统中，光反馈对系统的影响一直是备受关注的问题。人们总是试图消除光反馈的不利影响，因此研究者特别关注光反馈引起的光噪声1-2谱线展宽3-4和相干猝灭现象5-6等方面的研究，这些效应带给激光系统致命性的破坏。随着研究的深入，人们逐渐由消除光反馈的不利影响到主动利用光反馈现象进行物理量的测量，从而形成激光自混合干涉技术。从国际上看，西方学者研究的内容主要涉及

12、到渠道冲突形成的主要动因分析，渠道冲突是如何影响渠道的运行效率以及如何有效避免冲突的发生和冲突发生之后应该采取相应的策略去应对。Geyskens等指出当渠道成员有不相容的目标或利益的时候，冲突就会发生。Mehta等认为渠道冲突协调中的沟通、激励和决策同等重要，甚至比它更重要。在国内，在渠道冲突的成因方面，学者们普遍认为渠道成员利益的不一致是渠道冲突的根源所在。渠道成员追求个体利益最大化的行为会引起水平渠道冲突，经销商的短期利益导向行为是引发纵向冲突的基本因素。对协调渠道冲突的研究，学者主要是从相应渠道管理机制的建立、渠道成员关系等角度进行分析。这方面的策略是就渠道合作或渠道激励某一角度提出相应

13、的协调方案。1.2 激光自混合干涉技术各国研究现状1.2.1 以S.Donati为代表的意大利研究小组SDonati 是意大利Pavia 大学电子系的教授，早在1975年就开始研究激光反馈干涉仪。1978年他利用背向散射效应，用He-Ne激光构成自准直仪23，之后，研究兴趣一直集中在外腔激光器，研究外部光场对激光器的影响24。近年来，其研究小组连续报道了他们的研究成果，1995年，首次研制出用于矢量位移测量的激光管反馈干涉仪25，该系统在一定反馈强度下，激光器处于双稳态，干涉信号包含位移信息， 用硬件电路实现位移的自动测量和方向判别。1996年，结合个人计算机，考虑温度控制，用软件实现了位移的

14、自动测量和方向辨识26。在以上研究基础上，1997年，Windows系统内嵌的命令解释器（通常是COMMAND.COM或者CMD.EXE）解释运行。类似于Unix中的Shell脚本。批处理文件具有.bat或者.cmd的扩展名，其最简单的例子，是逐行书写在命令行中会用到的各种命令。更复杂的情况，需要使用if，for，goto等命令控制程序的运行过程，如同C，Basic等中高级语言一样。如果需要实现更复杂的应用，利用外部程序是必要的，这包括系统本身提供的外部命令和第三方提供的工具或者软件。批处理文件，或称为批处理程序，是由一条条的DOS命令组成的普通文本文件，可以用记事本直接编辑或用DOS命令创建

15、，也可以用DOS下的文本编辑器Edit.exe来编辑。在“命令提示”下键入批处理文件的名称，或者双击该批处理文件，系统就会调用Cmd.exe运行该批处理程序。一般情况下，每条命令占据一行；当然也可以将多条命令用特定符号（如：&、&、|、|等）分隔后写入该小组又报道了不同光反馈水平下位移重构的软件实现27。该研究小组一直未采用“自混合”术语，而是习惯称之为“单通道”或者“光反馈”干涉仪。该研究小组对自混合干涉位移测量技术的发展，作出了巨大的贡献。1.2.2 以Gratten为代表的英国研究小组 Gratten 先生是英国City 大学，电子与信息工程系教授，1993年，其科研小组报道了光反馈型光

16、纤耦合LDV，光纤的引入使自混合型LDV的信噪比大大提高28。自93年以来开始明确采用：“自混合”术语15。很快被国际同行接受并使用。其小组注重观察各种自混合干涉现象并加以利用，许多新的实验现象有该小组首先报道，如多模激光的自混合干涉效应、倾斜外腔的倍频现象29等。提出了独具特色的应用系统，如自混合干涉结构的波长合成系统，自混合干涉结构与微谐振器组合的光学微机械测量系统30。为自混合干涉的机理探讨和应用研究做出了重要的贡献。渠道冲突控制在一定程度时，对渠道绩效的影响是正面的。如果渠道内过于平静，则意味着渠道成员之间缺乏合作或合作不够，渠道缺乏活力等等。此时，管理者会考虑在渠道内激发一定程度的冲

17、突。本文借鉴组织内部冲突激发的研究成果提出下列建议：，变革渠道结构，通过调整渠道层次、分销密度和分销商种类来改变现有成员之间的竞争水平；，运用合理有效的激励方式，引导渠道内成员的良性竞争；，把渠道成员之间的分歧表面化，使双方的矛盾得到一定的激化；，建立健全的沟通机制，通过渠道成员之间进行频繁的交流，发现问题。第2章 激光自混合干涉效应基本理论及实验研究2.1 激光自混合干涉系统理论模型激光器的自混合即激光反馈效应，激光器输出光被外部物体反射或散射后，其中一部分光又被反馈，并耦合到内激光腔。重新注入的激光与激光腔内的光混合，引起输出功率和频率的变化，形成激光器的自混合效应。当被测物距离激光器的距

18、离小于激光相干长度的一半时，自混合干涉系统可作为复合腔激光器，用三镜腔模型等效，等效图如图2.1图2.1 实验装置示意图这里忽略光在外腔中的多次反馈效应。激光器的发光频率，r1、r2是激光腔面M1、M2的幅值反射率，r3为外部反射镜M3的幅值反射率，t是镜面M2由内腔到外腔的透射系数。权力可分为六种类型：奖赏权力，是指渠道成员在另一个成员完成特定工作任务后能给予某种有价值的东西的能力。强迫权力,是指渠道成员在另一成员没有很好地完成合作任务时，威胁撤回某种资源或终止合作的权力。法定权力,产生于渠道内部成文或不成文的规则，这些规则规定一个渠道成员有权影响另一个渠道成员的行为，而后者有义务接受这种影

19、响。专家权力，是指某一渠道成员由于具有某种其他成员所不具有的专业知识而产生的对其他成员的影响力。认同权力,是指渠道成员因其它渠道成员对其有很高的敬意并努力维护与其业已建立的良好关系而产生的影响力。信息权力,是由于一个渠道成员容易接触到某一类信息而对某一类事物具有更多的知识。以西方渠道行为理论倾向于将以上六种权力重新组合划分为两大类，一是强迫性权力，由上面的强制权力构成；二是非强迫性权力，由除强制权力以外的其他权力构成。2.2 激光自混合干涉现象定量观察2.2.1 实验装置图 2.8 半导体激光自混合干涉定量观察实验系统半导体激光自混合干涉定量分析系统的实验装置如图2.8。将图2.7中的He-N

20、e激光器换为一个半导体激光器，由半导体激光器中自带的PD对自混合干涉信号进行监测，无需外置PD。由于半导体激光器发光区几何尺寸的不对称。运用渠道权力解决冲突问题，主要有以下几种方法和途径：合理使用渠道权力，减少供应渠道冲突。强制性权力导致冲突，降低合作的意愿，而非强制性权力则减少冲突，提高合作的意愿（见图12）。因此，在权力的应用上，要慎用强迫性权力、多用非强迫性权力。Rawwas.Vitell和Barnes经过大量的数据研究得出结论，认为建立在良好沟通基础上的权力运用可以控制冲突:专家权在管理冲突中是最有效的；机会权和强制权会引发冲突。利用渠道权力预防供应渠道冲突。可的走进千家万户，计算机已

21、经完成了一个从以前的只属于少数专业人士到今天的被普通。以利用奖赏权力来减少渠道成员之间的差百姓所应用的日常工具的转变。在当今社会，对计算机的操作已经成为了一本必不可少的本领，但是不可能要求每一个人都要像专家一样掌握计算机技术，那么各种各样的计算机软件就成为了每台计算机不可或缺的一部分，而其中的系统优化软件则是最为关键的部分。异，用法定权力来约束利益冲突，还可以利用专家权力实现利益共享等利用渠道权力化解供应渠道冲突。使用强迫权利，让冲突的另一方了解到具有强迫权力的一方具有这种权力而又不打算使用这从计算机的诞生到现在，计算机的发展经历了一个迅速发展的过程。从当年的庞然大物到今天的只需巴掌大的掌上机

22、的问世，从当年的计算机只能应用于军事领域到今天。2.2.2 实验结果将图2.16和图2.17 中实验得到的自混合干涉条纹数和表1中的理论值相比较发现，实验条纹数和理论值基本符合，也就是从实验上验证了一个自混合干涉条纹对应与外腔/2移动，而自混合干涉条纹的倾斜情况则可以用来确定PZT的位移方向。表2.1 理论计算得到的PZT运动一个周期内干涉条纹数 图2.12、 2.13振动幅度（p-p）（m）理论计算的条纹数(a)(b)(c)0.7m1.3m2m2.24.16.3第3章系统分析3.1构架概述3.1.1功能构架该软件从功能上大体分为系统清理维护，系统信息检测，系统性能优化，病毒清理4个部分，如图

23、3.1所示：图3.1 主要功能其中，每个功能里面包含2个小的功能如图3.2所示。图3.2 功能模块3.1.2模块需求描述（1）系统信息检测系统信息总览：该功能主要是可以对计算机系统的总体信息进行一个大致的浏览，其中包括了：查看启动服务，查看进程，查看端口，查看用户信息等功能。硬盘信息检测：该功能主要是针对计算机的各个硬盘分区的所设计，他可以查看各硬盘分区的信息，其中包括查看硬盘的容量，剩余空间，可用空间等信息。（2）系统清理维护垃圾文件清理：该功能主要是对计算机的每个硬盘分区上的扩展名为.tmp.mp,log,gid等一些临时文件，垃圾文件，无用的日志文件等文件的清理。具体清理哪些文件可以由用

24、户自己选择。设置定时关机：该部分主要是由设置定时关机，倒计时关机，重新启动计算机等几个主要功能所组成，可以使用户应自己不同的要求来随意设定计算机的定时关机任务，为自己的学习，工作和生活带来极大的方便。（3）病毒清理Auto病毒清理：该模块主要是针对前一段时间在移动硬盘中流传甚广的Auto病毒所设计的，该功能能够检测并清除Auto病毒，并可以根据使用者的需要来创建一个对Auto病毒的免疫目录，从此远离Auto病毒的袭击。威金病毒专杀：“威金”病毒主要通过网络共享传播，病毒会感染电脑中所有的.EXE可执行文件，传播速度十分迅速。该模块就是针对这个流行一时的病毒所专门设计的，可以彻底删除“威金”病毒

25、所创建的文件并彻底删除该病毒。3.2系统开发环境 硬件环境：450*2MHZ/40G/1024MB/40G/软件环境：Windows XP开发语言：VB3.3系统任务的可行性分析3.3.1技术可行性本系统主要是利用VB语言，在Windows环境下编译开发完成的，其中的主要的功能模块则是利用一个个简单实用的批处理文件堆砌而成的，批处理文件并不是一种高级汇编语言，它只是一种将一条条DOS命令逐条实现而形成的一个命令集合，其应用起来简单方便，很适合刚接触计算机的用户使用。而批处理文件毕竟只是一个个的命令集合，所以注定他只能一个个DOS的对话框展现出来，而在当今Windows当道的今天这显然不符合一些

26、用户对精美的操作界面的要求，而VB语言则恰恰弥补了这一点。VB语言很好解决了一些可视化对话框方面的问题，VB语言可以很简单的就制作出一些当今流行并且被人们所熟悉的对话框。该系统就是利用VB语言编写的主菜单部分进而利用这些主菜单来调用一个个用批处理编写的功能模块，从而将两者完美的结合到一起，一起来实现该系统的众多功能。3.3.2系统安全性分析由于该系统是由VB语言与批处理文件的完美结合所产生的，所以从稳定性上来说肯定不如用C语言编写来的安全，所以本软件从本质上并没有一些对计算机用户要求较高的设置，例如对一些系统文件的更改等都没有列入本软件的研究范围之内，该软件只是实现了一些基本并且简单的功能，其

27、中对垃圾文件的清理对使用用户的要求较高，该模块需要用户有一定的计算机知识，明白一些扩展名所代表的意思，而不是盲目的对所有的文件进行删除。其他模块则就是一些简单的个性设置，并不会从根本上对计算机系统造成实质性的更改，系统优化毕竟只是对系统进行一些简单的调整，从而使计算机在速度上和性能上略微一些提高，不是像一些用户想象的一个本质上的飞跃，从根本上决定一个计算机性能的优劣主要还是取决于硬件的配置，而软件起到的只能是一些辅助作用。第6章 结论量程和分辨率的提高是所有测量技术追求的共同目标，自混合干涉系统具有传统干涉系统所无法比拟的结构简单、紧凑、干涉信号含有方向信息等优势，但传统干涉技术由于其悠久的历

28、史、在提高干涉相位测量精度方面积累了许多成熟的技术，相应如此，自混合干涉信号处理方法研究起步较晚，这方面有待于深入研究。为了提高自混合干涉的微位移测量精度，高精度的相位测量法被引入自混合干涉中，已见报道主要有两种方法：线性电流调制和外腔长度调制方法。注入电流调制是半导体激光自混合干涉仪最常用的一种调制方法，通过改变半导体激光器的注入电流来调制单模激光器的输出频率。但电流调制以其固有的缺点，如温漂大、边模抑制比低、波长连续调制范围小等等，制约了其应用的范围。本文从理论和应用两个方面对供应渠道冲突进行了分析，首先介绍了渠道冲突的概念和分类，然后从原因、过程和影响等方面分析了渠道冲突。在此基础上，建

29、立了较完整的渠道冲突管理体系，包括渠道冲突管理的目标、原则、过程、步骤、策略和方法。最后，本文将渠道冲突管理理论应用于实际，对我国轿车企业渠道冲突问题进行了分析，提出了切合企业自身的渠道冲突解决方案。本文的主要研究成果有以下几个方面：（1）结合我国企业渠道冲突现状，分析了本文研究的背景和意义，阐述了本文研究的思路及方法。（2）参考前人研究的理论成果，从实践出发，分析了渠道冲突问题，并对相关的理论进行了详细的阐述，提出了解决渠道冲突的方法。在本文的写作过程中，受论文篇幅、时间，特别是本人知识水平所限，文章在某些描述上过于笼统，有很多地方还应进行更深入的研究。需要进一步研究的问题：（1）在研究我国

30、企业供应渠道冲突现状时，应该收集尽可能多的行业数据这样，归纳总结出来的成果才能进一步接近真实情况。（2）结合我国实际情况，建立渠道冲突预警管理指标系统。（3）运用演绎法，将归纳总结的渠道冲突管理机制结合到具体的行业中，进行实践检验。附录 A表A1 ELD63NT15型LD电气参数参考文献1 M. Fujiwara, K. Kubota and R. Long. Low-frequency intensity fluctuation in laser diode with external optical feedback. Appl. Phys. Lett. , 1981,38(4): 217

31、-2202 H. Yasaka, Y. Yoshikuni, H. Kawaguchi. FM noise and spectral line width reduction by incoherent optical negative 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-doped fiber lasers with broadband spectra. Appl. Opt., 1996,35(12): 2016-20225 麦中凡. C+程序设计语言教程M 北京航空航天大学出版社,2001,343-351.6