實驗名稱：自適應光纖準直器（AFOC）的諧振特性測試

測試設備：高壓放大器、激光器、位置敏感探測器、信號發(fā)生器、電腦等。

圖1：自適應光纖準直器的諧振特性測試方案示意圖

實驗過程：

圖1為AFOC的諧振特性測試方案的示意圖。激光器的尾纖與AFOC的內置光纖相連，AFOC的準直激光束經(jīng)聚焦透鏡聚焦至位置敏感探測器的光敏面上。由PC產生正弦掃頻電信號，經(jīng)高壓放大器后作用于AFOC，控制X方向上的一對雙壓電驅動器帶動光纖端面在X方向運動，最終在PSD上實現(xiàn)聚焦光斑的在相應方向上的偏移。PSD將探測到的聚焦光斑偏移量d傳輸至計算機，經(jīng)計算可得到掃頻頻率與光纖端面偏移量Δx的關系。

實驗結果：

圖2：自適應光纖準直器的減振前和減振后諧振特性曲線對比

利用圖1所示的測試裝置，分別測試了所研制的AFOC在未添加減振結構時和添加減振結構后的諧振特性。由圖2可知，AFOC在未添加減振結構時的諧振頻率在1.68kHz左右；添加減振結構后，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，說明提高諧振頻率的同時抑制了諧振峰值。

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

對比圖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處對應的頻率與AFOC對應的頻率相等，幅值的變化規(guī)律相反，證明了二者滿足推導時的互補關系。用圖1所示的測試裝置測得AFOC實際濾波后的頻率特性曲線，如圖3(b)所示，實驗濾波與理論濾波的結果基本相符，證明了理論建立的模型的正確性。由測得的AFOC濾波前和濾波后的頻率特性曲線對比可知，經(jīng)過雙二階函數(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衰減范圍內的有效帶寬達到2.5kHz，證明了用雙二階數(shù)字濾波方法對控制信號濾波來提高控制帶寬是可行的。

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審核編輯 黃宇