紅外CCD在光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、光纖布喇格光柵FBG(Fiber Bragg Grating)傳感器具有抗電磁干擾、抗腐蝕、靈敏度高和小巧等特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于材料、建筑物、電力、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域。尤其是在大型復(fù)合材料和混凝土建筑物的結(jié)構(gòu)監(jiān)測上，光纖光柵傳感器的作用越來越大。在光纖光柵的傳感應(yīng)用中，傳感信號(hào)的解調(diào)是其重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。 本文首先回顧了光纖光柵傳感器的研究情況，簡單介紹了光柵的結(jié)構(gòu)，以及光纖光柵對(duì)溫度、應(yīng)變及壓力的傳感原理。并且對(duì)解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了

2、介紹，列舉了幾種較為常見的解調(diào)方法，如匹配光柵濾波法、非平衡掃描邁克兒遜干涉儀法等。在上述研究的基礎(chǔ)上，本文深入研究了光譜成像技術(shù)應(yīng)用于光纖光柵解調(diào)的原理與方法，并設(shè)計(jì)了一種基于紅外線陣CCD的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)。 為了建立此解調(diào)系統(tǒng)，本文首先研究了光譜成像的理論基礎(chǔ)，然后從光柵光譜儀器的基本組成和原理入手，分別介紹了光柵光譜儀的兩個(gè)主要組成部分：系統(tǒng)光學(xué)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的接收系統(tǒng)。在分析和對(duì)比了幾個(gè)常用的光柵光譜結(jié)構(gòu)后，決定選用對(duì)稱的

3、切爾尼一特納光路系統(tǒng)。為了使此光路更適合紅外CCD在解調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，我們合理選擇了各光學(xué)元件。另外，為了進(jìn)行光路的追跡測試和優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，我們運(yùn)用ZEMAX軟件，最終完成了整個(gè)解調(diào)系統(tǒng)的光路設(shè)計(jì)。 論文中還對(duì)該解調(diào)系統(tǒng)的分辨率進(jìn)行了分析，詳細(xì)討論了影響系統(tǒng)分辨率的主要因素，提出了提高分辨率的方法。對(duì)光譜成像波長解調(diào)系統(tǒng)的標(biāo)定方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究，提出了一種適合CCD光譜成像波長解調(diào)系統(tǒng)的標(biāo)定方法，為這種光譜成像波長解調(diào)系