光纖光柵法布里-珀羅傳感系統(tǒng)光學(xué)增敏技術(shù)研究.pdf

1、光纖光柵法布里-珀羅（FBG-FP）傳感系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)在光纖傳感領(lǐng)域占有越來(lái)越重要的地位。光纖加速度計(jì)、光纖矢量水聽(tīng)器等光纖傳感器由于尺寸和機(jī)械諧振的制約，不能從機(jī)械結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)小尺寸的高靈敏度傳感。論文基于匹配干涉的光纖光柵法布里-珀羅腔傳感系統(tǒng)，采用多次反射光脈沖提高傳感光程的光學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)了FBG-FP傳感系統(tǒng)性能大幅度提升。論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和成果如下：
　　1.分析了FBG-FP光學(xué)增敏傳感系統(tǒng)各個(gè)參數(shù)的優(yōu)化

2、設(shè)計(jì)方案，理論和實(shí)驗(yàn)研究了1～9階匹配干涉的傳感性能，驗(yàn)證了該系統(tǒng)具有提高FBG-FP傳感系統(tǒng)靈敏度和分辨率水平的能力。
　　2.提出了二次聲光斬波、放大、濾波處理新技術(shù)，該技術(shù)解決了高倍增敏傳感時(shí)存在的光功率衰落和不均衡問(wèn)題，成功突破了常規(guī)FBG-FP光學(xué)增敏傳感系統(tǒng)的增敏極限，將20倍增敏的本底噪聲降低約11dB。
　　3.提出了有源FBG-FP增敏傳感新技術(shù)，該技術(shù)不僅能夠解決高倍增敏時(shí)存在的光功率衰落和不均衡問(wèn)題，而

3、且具有更高的系統(tǒng)集成度和更低的成本。理論分析了有源FBG-FP的噪聲性能和高階脈沖均衡輸出能力。將有源FBG-FP技術(shù)用于高倍增敏傳感，實(shí)現(xiàn)了30倍增敏傳感。
　　4.從理論上研究了單路FBG-FP增敏傳感系統(tǒng)和時(shí)分復(fù)用FBG-FP增敏傳感系統(tǒng)的串?dāng)_問(wèn)題。分別對(duì)串?dāng)_來(lái)源、大小、頻譜進(jìn)行研究，得出抑制串?dāng)_的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。通過(guò)仿真計(jì)算、兩基元系統(tǒng)和三基元系統(tǒng)對(duì)串?dāng)_理論進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了串?dāng)_小于－40dB的時(shí)分復(fù)用FBG-FP增敏應(yīng)變傳感