基于 S-G 滤波与包络提取算法的半导体激光器自混合干涉微位移测量

来源：机械与电子杂志2022年第04期北京时间：

作者：李思嘉;刘晖;熊玲玲;马训鸣

单位：1. 西安工程大学机电工程学院,陕西 西安 710048 ; 2. 西安市现代智能纺织装备重点实验室,陕西 西安 710048

摘要：针对在半导体激光器自混合干涉( SMI )微位移测量中,测量噪声对 SMI 信号条纹计数极易引入误差,提出一种基于 Savitzky Golay ( S-G )滤波与包络提取的 SMI 信号处理算法,对自混合信号处理并识别条纹后,干涉条纹能够得到准确地计数。该算法采用 S-G 卷积均值滤波处理、三次样条函数插值包络分析和信号归一化处理,可以有效消除噪声高频信号和提取信号包络。采用电压调制模式下驱动压电陶瓷( PZT )产生微振动作为模拟振动源,实验中设置 3 组不同电压调制幅值下的振动源,采集并分析 SMI 信号及相应振幅信息。在 3 组实验当中,经过算法处理过的 SMI 信号,其干涉条纹数与电压调制 PZT 振动幅值由处理前偏离线性关系到处理后保持线性关系。实验结果表明,经 S-G 滤波与包络提取算法处理过的 SMI 信号能真实反映微米量级的微位移。

关键词：自混合干涉;S-G 滤波;包络分析;归一化;微位移测量

基金资助：陕西省教育厅服务地方专项计划项目( 19JC019 );陕西省自然科学基金项目( S2019-JC-QN-0533 );西安工程大学柯桥纺织产业创新研究院暨西安工程大学(柯桥)研究生创新学院产学研协同创新项目( 19KQYB12 );西安市现代智能纺织装备重点实验室科技创新平台建设工程/重点实验室建设项目(2019220614SYS021CG043 )