干涉型光纤传感器的解调方案研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要干涉型光纤传感器涉及光学、光电子学、精密机械、信号处理技术等多个领域。由于其具有灵敏度高、动态范围大等特点，各发达国家都高度重视此方面的研究。干涉型光纤传感器能够实现精确、快速、非接触的测量。信号的解调技术是其关键技术之一，将直接影响测量的分辨率、精度、动态范围等因素。论文首先阐述了干涉型光纤传感器的基本原理，并对带法拉第旋转镜的Michelson干涉仪进行了分析。其次，详尽介绍了干涉型光纤传感器的各种解调技术，着重分析了几种主要的方法，分析了它们的优缺点、应用场合及技术难点等问题，并对

2、各种解调技术的主要性能进行了比较；详细阐述了相位生成载波的解调方法，包括用PZT元件调制和直接调制半导体光源实现相位载波两种方式。论文重点研究了基于3x3耦合器的被动解调技术，分析了基于3×3耦合器的正交解调法和对称解调法的原理；对在解调中可能出现的失真情况和原因进行了理论分析和仿真；设计了改进的正交解调法，改进的正交解调法既具有自动增益控制的功能又克服了耦合器非对称性的影响；针对对称解调算法，通过调整去直流电路和自动增益控制电路的加法器增益，解决了耦合器不对称产生的解调失真问题；并提出了利用幅度归一化处理代替自动增

3、益控制电路的改进对称解调法。在理论分析的基础上，利用MATLAB软件对改进解调算法进行了仿真分析。关键词：干涉型光纤传感器；被动解调；3x3耦合器；自动增益控制哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTInterferometricfibre—opticssensorisrelatedtofieldsofoptics，photoelectron，exactmechanism，signalprocessingtechnologyandSOon．Developedcountriesmakeapointofdoingthi

4、sresearchbecauseofitshighsensitivityandbigdynamicrange．Interferometricfibre-opticssensorCanreaHzeprecise，fast，thenon-contactsurvey．Signaldemodulationtechniqueisoneofitskeytechniques．Anditdirectlyinfluencesresolution，precision，dynamicrangeandSOon．Thispaperfirste

5、laboratesthebasicprincipleofinterferometricopticalfibersensor'analysesMichelsoninterferometerswithFaradyrotatormilTor．Secondseveralkindsofdemodulationtechniquealeintroducedcompletely,focusedonpartofthem,analysestheirmeritsanddemerits，applicationsituationandtech

6、nicaldifficulty,alsocompares也eirmainperformance．PhasegeneratedcartierdemodulationiSelaboratedindetail，includedtwowaysofPZTmodulationanddirectlasersourcemodulation．Thisthesisfocusedonresearchingpassivedemodulationschemeusing3x3couplers．Itanalysestheprincipleofqu

7、adratureandsymmetricdemodulation．Itdoessometheoreticalanalysisandsimulation．aboutpossibledistortionandcause，Improvedquadraturedemodulationschemeisdesigned．ImprovedquadraturedemodulationschemeisinsensitivetofluctuationsinlightsourceintensityandCanovercometheinfl

8、uencetOthedemodulationwhenthecouplerisasymmetric，Againsttheproblemofsymmetricdemodulationscheme，a由ustingthegainsofremovingdirectcurrentcircuitandautomaticgaincontrolcircuiti