基于频谱分区的高精度光纤布拉格光栅传感解调系统的研究.pdf

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1、■－■曝為Ｍ火參研究生毕业论文（申请硕去学位）论文题目基于频谱分区的高精度光纤布拉格光栅传感解调系统的研究作者姓名杨刚专业名称光学工程研究方向光奸光栅传感技术指导教９币许国良苗４教授二零一五年五月／２ｉＴ〇〇ｒ学号／：Ｍ氏论文答辩日期：年５月２３日、（签）指导教师：叫膚扛字：ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＨｉｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＦｉｂｅｒＢｒａｇｇｇＧｒａｔｉｎＤｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎＳｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｇｙＩＳｅｃｔｒｕ

2、ｍＳｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｐｇＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｊｇｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｌ；ｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢｙＹＡＮＧＧＡＮＧＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＡ．Ｐｒｏｆ．ＸＵＧＵＯＬＩＡＮＧＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｎａｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＮａｎｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｊｙＭａｙ２０１５南京大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文

3、是本人在导师指导下独立进行的研巧工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究。成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。＇研巧生签名：曰期：如Ｓ．２？末斋巧南京大学学位论文使用授权声明本学位论文作者同意学校保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段一保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。除在保密，＞１期内的保密论文外，允许论文

4、被查阅和借阅可１＾公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权南京大学研究生院办理。面＾曰期．：：研究生签名：导师签名之ｄＪ＇巧本Ｉ刊巧南京大学研究生毕业论文中文摘要首页用纸毕业论文题目：基于频谱分应的高搪度光纤布拉格光栅传感解调系统的研究工程专业２０１２级硕去生姓名：杨刚光学指导教师（牲名、职称）：许国良副教授摘要一直是全世界学者研究＾文光纤技术为基础发展起来的光纤无源及有源器件的重点。，也是相关行业各公司新技术新产品的研发核也光纤布拉格光栅便是其一一

5、中个典型的应用器件，它是种可Ｗ将外界多种环境参量转换成光栅的布拉格反射中也波长信息变化量的器件。其优势在于有效避免了多种外界不稳定因素的影响，并降低了传统传感器使用时受到的电磁千扰，同时Ｗ其优异的低成本效应，。被越来越多的行业探索使用在传感解调系统中，最为关键的技术是如何准确并＞，这也是本文的稳定的解调出布拉格反射波长变化１＾１实现对外界环境参量的传感研巧重点。本文从基本的模式帮合原理入手，推导出光纤光栅的温度及应力传感模型，－然后对比了现有解调方法的优劣势，选择使用目前应用最为广泛的光纤法布里巧罗ｂ－Ｐ

6、－巧罗滤波器调谐时存（Ｆａｒｙｅｒｏｔ）滤波法进行解调。但是由于光纤法布里在蠕动、磁滞和非线性特性，严重影响解调系统的精度与稳定性。为了解决该问一－题，本文结合光纤法布里巧罗（ＦａｂｒＰｅｒｏｔ）标准具提出了种基于频谱分区的ｙ解调方案，使用标准具动态校准滤波器的波长读取值，很好的消除了由滤波器调谐的湿漂和蠕动引起的测量误差；同时利用ＡＳＥ光源特性进行频谱分区解调，大大降低了滤波器调谐时非线性的影响，使得解调系统具有很高的解调精度和很＞好的稳定性。为了实现系统的性能，设计与制作了ｌｉｌＤＳＰ２８１２为核也的高速硬

7、件控制与采集电路，并结合ＬａｂＶ圧Ｗ和Ｍａｔｌ化设计了计算机端的数据处理程序与整个系统的交互界面，丰富了系统功能，简化了操作难度。最后对该系统的性能进行了测报并对系统可能存在的误差进行了分化实验结果表明本文所设计的系统稳定性为０．９７ｐｍ，分辨率达到了０．３３ｐｍ，温度解Ｉ°〇〇３￣ＯＣ０Ｂ．９９９９的温度解调误差为．．，线性度为，相对于传统滤波器法，本系统调精度和稳定性均得到了很大提升。验证了本系统能够应用到实际中进行温度的实时监控。Ｆａｂ－Ｐｅ关键词：光纤光学ｒｒｏｔ滤波器；；光纤光栅传感解调系统

8、；可调谐ｙ光纤ａｂｒ－ｅｒｏＦｙＰｔ标准具；频谱分区解调ＩＩ南京大学研究生毕业论文英文摘要肯页用纸ＴＨＥＳＩＳ：ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＨｉｇｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＦ化ｅｒＢｒａｇｇ