基于線陣光電探測(cè)器的光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)的研究.pdf

1、論文主要研究基于線陣光電探測(cè)器的光纖光柵傳感解調(diào)技術(shù)。布喇格光纖光柵自從70年代末出現(xiàn)以來，由于其良好的濾波特性和靈敏的溫度和應(yīng)變響應(yīng)，已經(jīng)在光纖通信、傳感和測(cè)量領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。光纖光柵傳感器是一種波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器，除了具有光纖傳感器的質(zhì)量輕、體積小、靈敏度高等各種優(yōu)點(diǎn)外，還有著對(duì)光功率起伏不敏感、可實(shí)現(xiàn)參量的絕對(duì)測(cè)量和易于復(fù)用等特點(diǎn)。雖然光纖光柵傳感利用波長(zhǎng)這個(gè)絕對(duì)參量感應(yīng)外部信息，但是當(dāng)外部多個(gè)參量綜合作用時(shí)，而且當(dāng)光纖光柵

2、傳感器的數(shù)目增加時(shí)，光纖光柵分布傳感的解調(diào)技術(shù)就成為關(guān)鍵。解調(diào)系統(tǒng)也是整個(gè)光纖光柵傳感系統(tǒng)的重要部分。本論文以傳統(tǒng)CCD探測(cè)解調(diào)方法為基礎(chǔ)，以布喇格光纖光柵為研究對(duì)象，對(duì)CCD探測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及信號(hào)處理的相關(guān)問題進(jìn)行探討和研究，搭建了利用紅外CCD探測(cè)解調(diào)的布喇格光纖光柵傳感系統(tǒng)，并著重分析了系統(tǒng)的解調(diào)特性。主要內(nèi)容如下:
　　 1.簡(jiǎn)要介紹了光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀，比較常見解調(diào)技術(shù)的原理和特點(diǎn)，著重介紹基于CCD探測(cè)的

3、解調(diào)技術(shù)，并分析了傳統(tǒng)的可見光CCD用于布喇格光纖光柵傳感解調(diào)的不足，探討使用紅外CCD用于光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)方案。
　　 2.深入研究了光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)的主要部分:傳感部分和信號(hào)處理部分。研究了體相位光柵的分光原理和光電探測(cè)器陣列的探測(cè)原理、結(jié)構(gòu)，解決了用于布喇格光纖光柵解調(diào)的體相位光柵和探測(cè)器類型選擇的問題。在分析布喇格光纖光柵的傳感特性的基礎(chǔ)上，調(diào)整系統(tǒng)光學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)光電一體化的設(shè)計(jì)，符合解調(diào)系統(tǒng)小型化的發(fā)展趨勢(shì)。<

4、br>　　 3.探討了光纖光柵傳感系統(tǒng)中光電陣列探測(cè)器采集的信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的問題，建立了光纖光柵傳感反射波長(zhǎng)與探測(cè)陣列像元位置的物理數(shù)學(xué)模型和光強(qiáng)與像元大小的物理數(shù)學(xué)模型，研究了提高光譜峰值定位的方法，理論上論證該方法能解決系統(tǒng)空間分辨率低的問題。
　　 4.利用基于紅外CCD探測(cè)解調(diào)方法，結(jié)合波分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用等技術(shù)，搭建了基于體相位光柵和線陣InGaAs光電探測(cè)器的光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)，并通過DSP芯片完成系統(tǒng)輸出信號(hào)