Please wait a minute...
大学物理实验, 2026, 39(4): 84-90     https://doi.org/10.14139/ j.cnki.cn22-1228.2026.04.014
  本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
迈克尔逊干涉仪 AI 智能测量系统
李雪艺,刘志壮,付兴洋,张家岭,吕太国 ∗
聊城大学 物理科学与信息工程学院(集成电路学院),山东 聊城 252000
AI Intelligent Measurement System for Michelson Interferometer
LI Xueyi, LIU Zhizhuang, FU Xingyang, ZHANG Jialing, LU Taiguo∗
School of Physical Science and Infornation Engineering, Liaocheng University, Liaocheng 252000,Shandong, China
下载:  PDF (2397KB) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 在人工智能与物联网技术驱动传统光学仪器智能化升级的背景下,针对传统迈克尔逊干涉仪依赖人工操作、测量效率低等局限,本研究基于 STM32 主控单元、K230 视觉识别模块、步进电机及ESP32-S3 开源 AI 模块,构建了一套集成自动识别、精准测量与智能交互的新型测量系统。 该系统通过K230 模块实现干涉条纹的实时采集与自动计数,结合步进电机闭环控制完成动镜位移的高精度驱动,利用 AI 模块实现人机交互,支持通过蓝牙将测量数据同步至手机 APP 实现可视化分析。 实验结果表明,系统测量误差≤1.5%,条纹识别响应延迟≤500 ms,相较于传统仪器,测量效率和精度有大幅提升。
通过 AI 技术与经典光学仪器的深度融合,不仅显著提升了实验效率与测量精度,更为物理实验智能化改造及个性化教学提供了参考价值。
服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
()
作者相关文章
李雪艺
刘志壮
付兴洋
张家岭
吕太国
关键词:     迈克尔逊干涉仪  单片机  光电转换  AI 交互  光波长测量  蓝牙传输    
Abstract:  Against the backdrop of artificial intelligence ( AI) and the Internet of Things (IoT) driving theintelligent upgrading of traditional optical instruments, this study addresses the limitations of conventionalMichelson interferometers, such as reliance on manual operation and low measurement efficiency. We developeda novel intelligent measurement system integrating automatic recognition, precise measurement, and smartinteraction,based on an STM32 main control unit, K230 visual recognition module,stepper motor, and ESP32-S3 open-source AI module. The system leverages the K230 module for real-time acquisition and automaticcounting of interference fringes, and employs closed-loop control of the stepper motor to achieve high-precisiondriving of the movable mirror displacement. The AI module enableshuman-machine interaction, and supportsBluetooth-based synchronization of measurement data to a mobile app for visual analysis. Experimental resultsdemonstrate that the system achieves a measurement error of 1.5% and a fringe recognition response delay of500 ms, representing a significant improvement in measurement efficiency and accuracy compared totraditional instruments. Through the deep integration of AI technology with classic optical instruments, thisresearch not only significantly enhances experimental efficiency and measurement accuracy but also providesreference value for the intelligent transformation of physics experiments and personalized teaching.
Key words:       Michelson Interferometer    Single-Chip Microcomputer    Photoelectric Conversion    AI Interaction    Optical Wavelength Measurement    Bluetooth Transmission
                    发布日期:  2026-08-24     
:  O 436.1  
基金资助: 聊城大学科研项目(3111624097)
引用本文:    
李雪艺, 刘志壮, 付兴洋, 张家岭, 吕太国 . 迈克尔逊干涉仪 AI 智能测量系统[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 84-90.
LI Xueyi, LIU Zhizhuang, FU Xingyang, ZHANG Jialing, LU Taiguo. AI Intelligent Measurement System for Michelson Interferometer. Physical Experiment of College, 2026, 39(4): 84-90.
链接本文:  
https://dawushiyan.jluct.edu.cn/CN/10.14139/ j.cnki.cn22-1228.2026.04.014  或          https://dawushiyan.jluct.edu.cn/CN/Y2026/V39/I4/84
[1] 赵文来 , 黄上凯 , 杨俊秀 , 赵海斌 . 基于有限元的涡流场仿真实验设计[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 78-83.
[2] 李沁哲, 裴盼琥, 张昊月, 严宇阳, 郭舟柏, 何学敏 . 基于反作用轮力矩补偿的抗风杆系统设计与稳定性研究#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 13-20.
[3] 李志秀 , 张 孔, 魏 敏, 白雪敏. 基于 Mathematica 的法布里-珀罗干涉仪仿真及其在实验教学中的应用#br# #br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 7-12.
[4] 刘相志, 于晓阳 , 张 宽 , 王 易 , 苏 萍, 张伟杰, 胡 鹏 . 工程光学课程项目制教学改革探索———以“微小位移测量”项目为例#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 116-122.
[5] 李小芳, 张宇涵, 郭宇翔, 刘锡籼. 基于 Python 的牛顿环仿真实验平台[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 67-72.
[6] 王艳海, 孟义昌, 刘国才, 王保如, 吕树慧, 张诗豪, 陶俊雷 . Python GUI 构建的一维弦振动数值模拟研究[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 96-101.
[7] 白 岗 , 答 元. 基于网页端的光电效应虚拟仿真实验开发与实践#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 91-95.
[8] 李柏霖 , 林淇淇 , 容日炎 , 刘帅 . 基于 Python 的双黑洞旋近引力波探测模拟[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 102-105.
[9] 何春乐, 付美荣. 蛇形摆的 MATLAB 模拟及拓展研究[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 73-77.
[10] 吴润强 , 李智禺 , 张新卓 , 张书鸿 , 张潇萧 , 孙科学 . 多模态感知驱动的实验室智能消防系统研究 #br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(4): 1-6.
[11] 刘 维 , 李兴鳌 , 楚 亮 . 新工科背景下太阳能电池实验教学创新研究#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(3): 124-130.
[12] 刘峰良, 饶 迅, 袁吉仁 , 朱恺笛, 钟正阳. 赛教融合下的 PN 结器件静态噪声特性实验研究#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(3): 41-46.
[13] 吴寅飞, 黄田, 浩徐天宁. 迈克尔逊干涉仪干涉条纹的圆锥曲线截面类型及特征的快速数学推导#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(3): 21-26.
[14] 王宙洋, 俞闻涛, 荆云骜, 房宇轩, 姚星星 . 模块化紧耦合变压器特性研究实验仪的设计#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(3): 80-85.
[15] 周子尧 , 李飞宏 , 潘文静 , 朱 序 , 侯 莉 , 杨宁选 , 邓保霞 , 王久铭 . 基于旋光与磁致旋光的一体化测量实验装置探究 *#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(3): 72-79.
[1] . [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 0 .
[2] . [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 0 .
[3] WU Ming, ZENG Hong, ZHANG Wenpeng, ZHANG Yuanwei, DAI Zhenbing. Theoretical and Experimental Research of A zimuthal-Radial Pendulum [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 1 -6 .
[4] LIU Weiwei, SUN Qing, LIU Chenglin. Research on Selection of Critical Magnetization Current for Measuring Charge-Mass Ratio of Electron by Magnetron Controlling [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 7 -9 .
[5] DENG Li, LIU Yang, ZHANG Hangzhong, ZHOU Kewei, ZHAO guoru, WEI luanyi. MATLAB simulation of Fourier transform of Gaussian beam and the spatial filtering effects basing on 4F optical imaging system [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 10 -16 .
[6] MA Kun. Experiment Study on the Measuring Young' s Modulus by Stretching [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 17 -20 .
[7] FEI Xianxiang, CHEN Chunlei, WANG Wenhua, SHI Wenqing, HUANG Cunyou. Design of Lens Group Focal Length Measurement System Based on Object-Image Parallax Comparison [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 21 -24 .
[8] LI Chunjiang, LI Luyu, YANG Jinglei, LI Tingrong, XIANG Wenli. A New Method for Simple and Rapid Measurement of Refractive Index [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 25 -28 .
[9] WANG Cuiping, YAO Mengyu, YE Liu, LI Aixia, ZHANG Ziyun, DAI Peng. Progress and Applications of Electron Spin Resonance in Biology [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 29 -33 .
[10] CHEN Yingmo, SHEN Siyi, WANG Jie. Study on the Characteristics of Silicon Photocells [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 34 -36 .
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed