学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光纤光栅传感器波长检测的关键技术研究

作　者: 双炜
导　师: 廖云
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 光纤Bragg光栅传感器波长检测功率归一化数字低通滤波曲线拟合
分类号: TP212.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 318次
引　用: 7次
阅　读: 论文下载

内容摘要

光纤光栅由于其自身的波长编码特性,以及线性的应变和温度响应,在光纤传感领域有着广泛而良好的应用前景。但目前还有许多实际应用问题需要解决,提高波长检测精度就是其中之一。本论文主要把现代数字信号处理方法与光纤光栅传感技术相结合,对波长解调系统的信号处理方案进行了优化。主要研究内容如下:首先介绍了与Bragg光纤光栅传感器相关的理论和发展概况,给出了本论文采用可调谐滤波器的波长解调系统结构。接着讨论了光源对系统测量精度的影响,建立了功率模型对其影响机理进行了仿真;然后将传感光栅反射光谱相对光源功率做归一化处理;仿真初步看到了功率归一化的效果;最后利用功率归一化技术应用前后波长稳定性曲线的对比说明了功率归一化技术的有效性,波长变化范围减少了8pm左右。利用光谱重建法,得到了一种高精度的波长检测方案。首先描述了干涉噪声产生的物理机制,即光路中的接头等引起的固有反射;针对这种干涉噪声,需要采用数字滤波和高精度的峰值波长定位算法,经过筛选,提出了基于数字低通滤波和曲线拟合的光谱重建法;接着仿真了光谱重建法进行处理的过程,对仿真结果进行了讨论;最后以实验验证了光谱重建技术的有效性,利用光谱重建技术进行波长检测精度比直接寻峰提高了一个数量级。最后列举了其它几种提高测量精度的方案,包括关键器件可调谐滤波器的位置变化提高信噪比,调整探测器PINFET的输出电压的零点以提高A/D采集卡的利用率,以及采用系统参考消除系统误差造成的波长漂移。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-29
  1.1 光纤光栅  9-15
  1.2 光纤BRAGG 光栅传感器  15-24
  1.3 光纤光栅传感器调制解调技术  24-27
  1.4 本论文主要研究内容  27-29
第二章光源对系统测量精度的影响研究  29-38
  2.1 光源波动的影响  29-30
  2.2 影响机理仿真  30-33
  2.3 解决方案  33-34
  2.4 处理过程仿真  34-36
  2.5 长时间测量结果  36-37
  2.6 小结  37-38
第三章光谱重建法  38-55
  3.1 技术应用背景  38-40
  3.2 干涉噪声解决方案  40-46
  3.3 光谱重建法仿真  46-49
  3.4 实验  49-54
  3.5 小结  54-55
第四章其它提高测量精度的方案  55-61
  4.1 系统结构改进  55-56
  4.2 调整电压范围以获得最大A/D 采集卡利用率  56-58
  4.3 系统参考消除系统误差  58-59
  4.4 小结  59-61
第五章论文工作总结  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
个人简介及科研成果  68

光纤光栅传感器波长检测的关键技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文