基于FPGA的光纤EFPI声波传感器信号解调方法研究

发布时间：2024-04-02 03:36

　　基于MEMS薄膜的光纤EFPI声波传感器具有结构紧凑、体积小、无源无金属、灵敏度高和抗电磁干扰等优良特点,在高压变电监测、工业异常声响预警、军事声波雷达和安防侦听等领域具有巨大的应用潜力。但是目前针对光纤EFPI声波传感器的强度解调方案一般采用反馈机制去调节波长使解调工作点位于线性区间之内,存在反馈调节复杂、解调实时性差等缺陷,还有就是在应对干涉光谱温度漂移和探头一致性差等关键问题时解调稳定性和可靠性无法保证,严重地限制了光纤EFPI声波传感器的批量实用化能力。本论文主要针对基于MEMS氮化硅薄膜的光纤EFPI声波传感器研究,主要工作内容和成果如下:(1)介绍了基于MEMS薄膜的光纤EFPI声波传感器的结构和工作机理,重点分析了光纤MEMS声波传感器的干涉光谱特性,通过实验测得了传感器在不同腔长条件下的干涉光谱,得出了该传感器在腔长约为100um时具有最大的干涉条纹对比度约为16dB,选择该腔长为传感器的最佳初始腔长。(2)提出了一种三波长自适应强度解调算法,从理论上证明了该算法可以有效解决强度解调因为温漂和传感器探头一致性差导致的静态工作点消隐或者严重失真的问题,同时保证了最差解调灵...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1光纤Mach-Zehnder干涉仪结构

第一章绪论1第一章绪论1.1干涉型光纤传感技术光纤兼备信息传输和感知的能力，拥有柔性质轻、耐高温和腐蚀、损耗极低、无源抗电磁等优良物理特性，光纤传感器已展示出巨大的应用潜力[1-2]。光纤传感技术的机理是因为光波在光纤内传输时，光纤的局部折射率和结构尺寸受到外界环境物理量如压力、....

图1-2光纤Michelson干涉仪结构

电子科技大学硕士学位论文21.1.2光纤Michelson干涉仪光纤Michelson干涉仪的基本结构如图1-2所示，它也有信号臂和参考臂，不同的是在两臂的光纤末端设置有两个反射镜。单色光经过2×2耦合器被分成两束光分别进入信号臂和参考臂，再被两面反射镜反射后在耦合器处叠加产生干....

图1-3改良型Michelson干涉仪结构

电子科技大学硕士学位论文21.1.2光纤Michelson干涉仪光纤Michelson干涉仪的基本结构如图1-2所示，它也有信号臂和参考臂，不同的是在两臂的光纤末端设置有两个反射镜。单色光经过2×2耦合器被分成两束光分别进入信号臂和参考臂，再被两面反射镜反射后在耦合器处叠加产生干....

图1-4光纤Sagnac干涉环结构

第一章绪论3图1-4光纤Sagnac干涉环结构光纤Sagnac干涉环传感结构简单可靠、响应速度快，并且是全光纤化结构，耐高温高压、抗强电磁辐射。从1976年V.Vali和R.W.Shorthill首次提出并演示以光纤Sagnac干涉环为基本原理的光纤陀螺仪以来[11]，Sagna....

本文编号：3945752