紅外CCD在光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)中的應用研究.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，目前已被廣泛應用于材料、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用中，傳感信號的解調(diào)是其重點和難點之一。 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)，以及光纖光柵對溫度、應變及壓力的傳感原理。并且對解調(diào)技術(shù)進行了

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)應用于光纖光柵解調(diào)的原理與方法，并設計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主要組成部分：系統(tǒng)光學結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的接收系統(tǒng)。在分析和對比了幾個常用的光柵光譜結(jié)構(gòu)后，決定選用對稱的

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)中的應用，我們合理選擇了各光學元件。另外，為了進行光路的追跡測試和優(yōu)化整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，我們運用ZEMAX軟件，最終完成了整個解調(diào)系統(tǒng)的光路設計。 論文中還對該解調(diào)系統(tǒng)的分辨率進行了分析，詳細討論了影響系統(tǒng)分辨率的主要因素，提出了提高分辨率的方法。對光譜成像波長解調(diào)系統(tǒng)的標定方法進行了詳細的研究，提出了一種適合CCD光譜成像波長解調(diào)系統(tǒng)的標定方法，為這種光譜成像波長解調(diào)系