Construcción de señales en cuadratura por composición vectorial para interferometría de automuestreo láser

Área de la Ciencia:

• Óptica y Fotónica
• Ciencia de la Metrología y la Medición
• Procesamiento de Señales

Sus antecedentes:

• La interferometría de automuestreo (SM) láser es crucial para mediciones ultraprecisas.
• Los métodos tradicionales de desenrollo de fase en cuadratura (QPUM) requieren señales estrictamente en cuadratura, y las desalineaciones introducen errores.
• Los métodos existentes enfrentan desafíos con la precisión de la señal y la eficiencia computacional.

Objetivo del estudio:

• Presentar un novedoso algoritmo de construcción de cuadratura de señales SM por composición vectorial.
• Permitir la construcción de señales estrictamente en cuadratura utilizando operaciones simples de suma y resta.
• Mejorar la precisión y eficiencia de las mediciones de interferometría SM.

Principales métodos:

• Desarrollado un algoritmo de composición vectorial para construir señales en cuadratura a partir de dos señales SM con un desplazamiento de fase.
• Implementado y probado el algoritmo en un sistema de generación de desplazamiento de fase SM láser multionditudinal.
• Validado el método a través de estudios experimentales y de simulación, incluidas condiciones con interferencia de moteado.

Principales resultados:

• Logrado un error de reconstrucción de desplazamiento de 65 nm para un objetivo no estacionario con un desplazamiento pico a pico de 3,193 µm.
• Demostrada una reducción significativa del costo computacional, requiriendo solo 1/34,2 del tiempo de los métodos convencionales (reducción del 97%).
• El algoritmo muestra robustez contra la interferencia de moteado.

Conclusiones:

• El algoritmo de composición vectorial proporciona una construcción de señales en cuadratura simple, eficiente y precisa para la interferometría SM.
• Esta técnica ofrece simplicidad computacional, procesamiento rápido, desplazamiento de fase preciso, inmunidad al moteado y cero calibración.
• Es una solución ideal para la demodulación SM robusta y de alta velocidad en tiempo real en mediciones en línea y aplicaciones de baja potencia.