零差激光测振技术是一种重要的振动测量技术。由于光路的调整困难和振动信号的解调困难,目前零差激光振动测量装置只用于实验室中对振动传感器和振动发生装置的位移、速度、加速度等的校准。针对以上问题,本论文改进了零差激光测振技术的光学系统,对振动信号重构(解调)算法作了创新性和探索性的研究。为零差激光测振技术的工程应用奠定了基础。主要研究工作如下:1.零差激光测振光学系统的设计与改进。结合迈克尔逊测振光路简单的优点以及正交型迈克尔逊干涉仪双通道输出的优点,设计了一种新型的零差测振光学系统。该光学系统依然保持着迈克尔逊干涉仪的基本结构,主要改进为探测器采用二象限探测器,以实现双通道输出。2.振动信号重构算法的研究。该算法以最小二乘法为核心,结合邻域平滑滤波、单位圆校正算法以及微分相除积分操作,可以实现对受噪声干扰的两通道非正交多普勒信号的去噪、校正处理,进而重构出振动信号。数值模拟表明,经修正后,该算法引起的振幅测量误差小于1.0%;增大单次处理数据点数,可以把频率测量误差控制在0.3%以内。3.激光多普勒信号处理软件的开发。运用面向对象的程序设计方法,以振动信号重构算法为计算核心,利用VC++ 6.0开发了适用于本测振系统的多普勒信号处理软件。输入多普勒信号数据,经计算后输出被测振动信号的信息。4.零差激光测振实验及数据分析。搭建了我们设计的零差激光测振实验装置,以信号发生器驱动的扬声器为振动源,进行了振动测量实验。实验结果表明:本实验系统可以测量振幅小至几十纳米的微小振动,也可以测量频率范围在10Hz～40KHz的振动;当信号采样率为500KHz、单次处理的数据点数为4096时,该系统的频率测量误差小于2.5%;干涉条纹宽度引起的振幅测量误差为0.5%,光强变化引起的振幅测量误差为0.5%。散斑效应引起的振幅测量误差为0.4%。本论文的主要创新工作如下:1.采用二象限探测器作为光信号的探测装置,改进了零差激光测振光学系统。2.提出了微分相除积分操作,改进了振动信号重构算法。3.提出了单位圆校正算法,并结合邻域平滑滤波、最小二乘法非线性校正算法和微分相除积分操作完成了对受噪声污染比较严重的多普勒信号的处理。