论文部分内容阅读
光纤传感器以其抗电磁干扰，防爆，可集传感、传输一体等先天优势成为传感领域中的后起之秀。光纤传感器种类繁多。其中由法国物理学家夏尔·法布里和阿尔弗雷德·珀罗提出的法布里-珀罗干涉仪被用于制备光纤传感器后，在石化、电力、医药等方面都得到了广泛应用，是目前光纤传感领域的研究热点之一。光纤F-P传感技术中高精度、稳定的解调系统是实现其有效传感测量的关键环节。在干涉/强度动态信号传感测量系统中，通过测量光强的变化就可以得到法布里-珀罗腔长的变化，进而获得待测物理量。然而该传感系统存在一个明显的缺陷，法布里-珀罗传感器的腔长会随外界环境的变化而发生改变，可能使传感器的工作点在非线性区域，从而给解调信号带来极大的困难。因此该传感系统设计的关键是将静态工作点限制在线性区域中。基于此，本文研究一种基于半导体激光放大器(SOA)可调激光光源的静态工作点稳定的信号解调方案，通过自动可调的激光光源系统来追踪传感器线性工作区间，以解决因为线性工作点漂移导致的传感器测量灵敏度低和方向模糊问题，使光纤法布里-珀罗传感器始终工作在正交状态，获得线性输出。本文的主要内容如下：1.本文详细介绍了法布里-珀罗光纤传感技术的研究现状和发展趋势，并比较了国内外传感技术的优缺点。2.本文介绍了光纤法布里-珀罗传感器的解调方法、原理及应用。重点讨论了双光束干涉强度解调方法。针对该方法存在的线性工作点漂移导致的传感器测量灵敏度低和方向模糊问题，比较现有强度解调方法的特性，总结并提出了一种基于自动可调SOA激光光源的静态工作点稳定的信号解调方案。3.本文设计了系统的光电转换调理等模块电路并进行了PCB板的制作，通过软件进行了仿真验证。4.本文研究了基于ARM芯片控制的激光光源自动调Q电路，编写了自动寻Q控制程序。5.本文初步测试了自动可调SOA激光光源的相关参数，搭建了自动寻Q实验平台，初步调试了自动寻Q软件。