基于复合腔光纤Fabry-Pérot干涉仪传感特性研究及解调软件开发

论文摘要

随着光纤技术的不断发展,光纤传感技术也得到了极大的发展。光纤传感技术因光纤材料的抗干扰能力强,结构灵活多样,可测物理量多等优势广泛应用于建筑结构、航空航天、地质勘探、石油开采、工程维护等方面。光纤传感器是通过将信号调制到传输光束的波长、相位、强度、偏振等参数上实现传感的,对传感器信号的解调也是其应用于测量的重要组成部分,解调系统的构建与传感器结构的制作都影响着传感器对物理量的测量。本文提出了一种复合腔光纤Fabry-Pérot干涉仪传感器,完成了对该传感器的温度传感特性的研究,并构建了传感器的解调系统,完成了解调软件的编写。本文的研究内容如下:首先,阐述了光纤传感器的发展、分类及应用,介绍了复合腔光纤Fabry-Pérot干涉仪的国内外研究现状,阐述并对比了目前光纤Fabry-Pérot干涉仪的几种制作方式,分析了目前解调技术的发展,并阐述了复合腔光纤Fabry-Pérot干涉仪的基本原理及其温度传感原理。其次,构建了光纤传感器的解调系统。利用可调谐半导体扫描激光器作为信号源构建解调系统,完成了单片机与上位机的串口通信,用Labview将上传的数据采集后绘制出光强随波长变化的图像,完成了模拟仿真、寻峰算法、温度显示的程序的编写,完善了人机交互界面。最后,提出了一种复合腔光纤Fabry-Pérot干涉仪的制作方法。制作了三种不同尺寸的复合腔光纤Fabry-Pérot干涉仪,用频域变换的方式分析了干涉谱线,测试了该传感探头的温度传感特性,分析了干涉谱线与传感器尺寸的关系,对比了三种不同尺寸的传感探头的温度灵敏度,100℃-600℃温度范围内得到的最高温度灵敏度为14.6pm/℃。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张磊

导师: 掌蕴东

关键词: 光纤传感器,干涉仪,温度,解调,寻峰算法

来源: 哈尔滨工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术

单位: 哈尔滨工业大学

分类号: TP212;TN248

DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.002828

总页数: 61

文件大小: 3192K

下载量: 115

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