實(shí)驗(yàn)名稱：自適應(yīng)光纖準(zhǔn)直器（AFOC）的諧振特性測(cè)試

測(cè)試設(shè)備：高壓放大器、激光器、位置敏感探測(cè)器、信號(hào)發(fā)生器、電腦等。

圖1：自適應(yīng)光纖準(zhǔn)直器的諧振特性測(cè)試方案示意圖

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

圖1為AFOC的諧振特性測(cè)試方案的示意圖。激光器的尾纖與AFOC的內(nèi)置光纖相連，AFOC的準(zhǔn)直激光束經(jīng)聚焦透鏡聚焦至位置敏感探測(cè)器的光敏面上。由PC產(chǎn)生正弦掃頻電信號(hào)，經(jīng)高壓放大器后作用于AFOC，控制X方向上的一對(duì)雙壓電驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)光纖端面在X方向運(yùn)動(dòng)，最終在PSD上實(shí)現(xiàn)聚焦光斑的在相應(yīng)方向上的偏移。PSD將探測(cè)到的聚焦光斑偏移量d傳輸至計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算可得到掃頻頻率與光纖端面偏移量Δx的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2：自適應(yīng)光纖準(zhǔn)直器的減振前和減振后諧振特性曲線對(duì)比

利用圖1所示的測(cè)試裝置，分別測(cè)試了所研制的AFOC在未添加減振結(jié)構(gòu)時(shí)和添加減振結(jié)構(gòu)后的諧振特性。由圖2可知，AFOC在未添加減振結(jié)構(gòu)時(shí)的諧振頻率在1.68kHz左右；添加減振結(jié)構(gòu)后，AFOC的一階諧振頻率提升至1.88kHz，并且諧振峰值降低了約二分之一，說(shuō)明提高諧振頻率的同時(shí)抑制了諧振峰值。

圖3：(a)AFOC與雙二階濾波器的頻率特性對(duì)比；(b)濾波前后AFOC的頻率特性對(duì)比

對(duì)比圖3(a)中雙二階數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)的頻率特性曲線和AFOC濾波前的諧振特性曲線可知，雙二階數(shù)字濾波器的谷值頻率與AFOC的峰值頻率相等，歸一化幅值約等于1處對(duì)應(yīng)的頻率與AFOC對(duì)應(yīng)的頻率相等，幅值的變化規(guī)律相反，證明了二者滿足推導(dǎo)時(shí)的互補(bǔ)關(guān)系。用圖1所示的測(cè)試裝置測(cè)得AFOC實(shí)際濾波后的頻率特性曲線，如圖3(b)所示，實(shí)驗(yàn)濾波與理論濾波的結(jié)果基本相符，證明了理論建立的模型的正確性。由測(cè)得的AFOC濾波前和濾波后的頻率特性曲線對(duì)比可知，經(jīng)過(guò)雙二階函數(shù)濾波以后，AFOC的一階諧振峰基本被抵消，獲得了一條近似平坦的頻率特性曲線，在3dB衰減范圍內(nèi)的有效帶寬達(dá)到2.5kHz，證明了用雙二階數(shù)字濾波方法對(duì)控制信號(hào)濾波來(lái)提高控制帶寬是可行的。

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審核編輯 黃宇