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ωc,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Is(t);
利用贝塞尔恒等式和三角函数公式将所述干涉信号Is(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Nωn、(Nωn+ωc)、(Nωn+2ωc)以及(Nωn+3ωc),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Is(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Is(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θc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θc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θc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Is(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Is(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,Jn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Nωn的分量幅值以及其经过2ωc频移动后的幅值为:其中,Cn为所述干涉信号中低频环境扰动的调制深度,Cn=2kAn;Ca为所述干涉信号中气固界面声波的相位调制深度,Ca=2kDa;
所述干涉信号中频率为Nωn+ωc的分量幅值以及其经过2ωc频移动后的幅值为:所述干涉信号中频率为Nωn、(Nωn+ωc)、(Nωn+2ωc)以及(Nωn+3ωc)的有效频率分量个数为Ne,则
衰减比Ra2为:
5.如权利要求4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,所述正交干涉信号对:
其中,θc为载波相位延迟。
6.如权利要求5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,所述信号:
使得所述θc为:
7.如权利要求6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,对所述正交干涉信号对进行归一化处理步骤包括:对所述正交干涉信号对中Q(t)信号除以J1(C)cosθc,I(t)信号除以J2(C)cos2θc,进而得到处理后的正交干涉信号对:
则
8.如权利要求7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,通过高通滤波可提取出被测气固界面声波2kDa(t)的值。