[发明专利]一种正弦相位调制激光干涉仪探测气固界面声波的解调方法

权利要求书

1.一种正弦相位调制激光干涉仪探测气固界面声波的解调方法，其特征在于，包括：

假设相位调制的载波调制深度为C，载波频率为ω_c，且所述载波为正弦波；

根据迈克尔逊干涉仪的原理，获得干涉信号I_s(t)；

利用贝塞尔恒等式和三角函数公式将所述干涉信号I_s(t)分解，使得所述干涉信号分解为各次谐波项之和；

根据FFT算法，可得所述干涉信号中各个频率分量的幅值；

根据干涉信号中频率为Nω_n、(Nω_n+ω_c)、(Nω_n+2ω_c)以及(Nω_n+3ω_c)，定义衰减比，所述衰减比为所述载波调制深度为C的函数；

通过查表法确定所述调制深度C的值；

将所述干涉信号I_s(t)中直流分量通过交流耦合采样方法滤除，并用一倍频载波信号和二倍频载波信号与所述干涉信号进行混频，再经过低通滤波后，得到正交干涉信号对：

利用90°移相的一倍频载波信号与所述干涉信号I_s(t)混频、低通滤波后，可得信号；

根据所述信号和所述正交干涉信号对，可得所述载波相位延迟θ_c的值；

根据得到的所述调制深度C的值和所述载波相位延迟θ_c的值，对所述正交干涉信号对进行归一化处理，得到所述干涉条纹可见度系数I₁：

根据所述调制深度C的值、所述载波相位延迟θ_c的值和所述干涉条纹可见度系数I₁的值，得到被测点振动有关的相位差

对所述被测点振动有关的相位差进行带通滤波后，得到气固界面声波。

2.如权利要求1所述的正弦相位调制激光干涉仪探测气固界面声波的解调方法，其特征在于，根据迈克尔逊干涉仪的原理，获得干涉信号I_s(t)为：

其中，I₀为与直流分量；I₁为干涉信号的交流分量的幅值；I₁/I₀为干涉条纹可见度；为被测点振动有关的相位差。

3.如权利要求2所述的正弦相位调制激光干涉仪探测气固界面声波的解调方法，其特征在于，利用贝塞尔恒等式和三角函数公式将所述干涉信号I_s(t)分解，使得所述干涉信号分解为各次谐波项之和为：

其中，J表示贝塞尔函数，J_n为n阶贝塞尔函数；

利用贝塞尔恒等式对上述中和进一步分解，使得所述干涉信号分解为各次谐波项之和，所述干涉信号中频率为ω分量的幅值记为A(ω)。

4.如权利要求3所述的正弦相位调制激光干涉仪探测气固界面声波的解调方法，其特征在于，所述干涉信号中频率为Nω_n的分量幅值以及其经过2ω_c频移动后的幅值为：

其中，C_n为所述干涉信号中低频环境扰动的调制深度，C_n＝2kA_n；C_a为所述干涉信号中气固界面声波的相位调制深度，C_a＝2kD_a；

所述干涉信号中频率为Nω_n+ω_c的分量幅值以及其经过2ω_c频移动后的幅值为：

所述干涉信号中频率为Nω_n、(Nω_n+ω_c)、(Nω_n+2ω_c)以及(Nω_n+3ω_c)的有效频率分量个数为N_e，则

衰减比R_a2为：