一种新型光纤f-p传感器解调系统的光源研究

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1、（申请理学硕士学位论文）一种新型光纤F-P传感器解调系统的光源研究培养单位：理学院学科专业：光学研究生：范云峰指导教师：童杏林教授2014年4月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目一种新型光纤F-P传感器解调系统的光源研究英文ResearchonthelightsourceofanewFiberFabry-Port题目sensordemodulationsystem研究生姓名范云峰姓名童杏林职称教授学位博士指导教师单位名称理学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称光学论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期

2、答辩委员会主席评阅人2014年4月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容

3、编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要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

4、、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

5、-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

6、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。关键词：F-P光纤传感器，正交工作点，可调SOA激光光源，信号解调I万方数据AbstractOpticalfibersensorbecomethegrowthgenerationinthesensingfieldwithitsinherentadvantageofantielectromagneticinterference,explosion-proof,abilityofsettingsensing,transmissionwiththesamesinglefibe

7、r.Thereisawidevarietyofopticalfibersensors.ThefiberFabry-Portsensorfindsawideapplicationinpetrochemical,power,medicineandsoon,sincetheFabriPerotinterferometerwhichwasproposedbyFrenchphysicistCharlesFabryandAlfredPerotbeingusedinthefieldofopti