高分辨率的多路復(fù)用光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、分布式光纖光柵溫度傳感系統(tǒng)是一種具備多種優(yōu)點(diǎn)、極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛥?shù)測(cè)量系統(tǒng)，具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、可同時(shí)測(cè)量應(yīng)變和溫度、測(cè)量精度高、系統(tǒng)重量輕的特點(diǎn)，是航天載荷參數(shù)測(cè)量的重要發(fā)展方向。
　　本課題將在原有工作基礎(chǔ)上研制高性能的光纖光柵解調(diào)測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)結(jié)構(gòu)件各監(jiān)控點(diǎn)溫度的高靈敏度實(shí)時(shí)測(cè)量。文中設(shè)計(jì)并搭建了一套基于緊湊型可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的高分辨率的可復(fù)用光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)。
　　解調(diào)測(cè)試系統(tǒng)采用波長(zhǎng)調(diào)諧范圍為154

2、6nm至1558nm的緊湊型可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為激光源，以提高系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性、波長(zhǎng)分辨率以及響應(yīng)速率，通過加入標(biāo)準(zhǔn)氣室作為波長(zhǎng)基準(zhǔn)以提高系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。使用電流直接調(diào)制的辦法，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器高達(dá)1pm分辨率的準(zhǔn)連續(xù)波長(zhǎng)掃描。
　　對(duì)于解調(diào)測(cè)試系統(tǒng)的解調(diào)過程進(jìn)行了模擬，分析了激光器掃描步長(zhǎng)與解調(diào)誤差之間的定性關(guān)系。得出了解調(diào)誤差隨激光器掃描步長(zhǎng)增大而增大，并略小于掃描步長(zhǎng)這一結(jié)論。從而推論出，以1pm波長(zhǎng)分辨率掃描，可以得到優(yōu)

3、于1pm的解調(diào)波長(zhǎng)分辨率。隨后對(duì)重心算法進(jìn)行了算法魯棒性模擬和分析，分析了在不同程度的各類噪聲影響下，算法解調(diào)誤差的波動(dòng)情況。經(jīng)過多次隨機(jī)模擬，驗(yàn)證了算法穩(wěn)定性高、受噪聲影響小的特性，為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)打下了良好的理論基礎(chǔ)。
　　在解調(diào)時(shí)，利用分段掃描和重心算法提高光纖光柵中心波長(zhǎng)的解調(diào)精確度和穩(wěn)定性。通過測(cè)試單根FBG的波長(zhǎng)解調(diào)情況以及在外加控溫的情況下的溫度波動(dòng)情況，得到測(cè)溫傳感系統(tǒng)的波長(zhǎng)分辨率優(yōu)于1pm，精確度接近2pm，在15