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)簡單、可靠性高等優(yōu)點在光纖傳感領(lǐng)域占有越來越重要的地位。光纖加速度計、光纖矢量水聽器等光纖傳感器由于尺寸和機械諧振的制約，不能從機械結(jié)構(gòu)上實現(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，實現(xiàn)了FBG-FP傳感系統(tǒng)性能大幅度提升。論文主要創(chuàng)新點和成果如下：
　　1.分析了FBG-FP光學(xué)增敏傳感系統(tǒng)各個參數(shù)的優(yōu)化

2、設(shè)計方案，理論和實驗研究了1～9階匹配干涉的傳感性能，驗證了該系統(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存在的光功率衰落和不均衡問題，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存在的光功率衰落和不均衡問題，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)和時分復(fù)用FBG-FP增敏傳感系統(tǒng)的串擾問題。分別對串擾來源、大小、頻譜進行研究，得出抑制串擾的系統(tǒng)設(shè)計方法。通過仿真計算、兩基元系統(tǒng)和三基元系統(tǒng)對串擾理論進行驗證，實現(xiàn)了串擾小于－40dB的時分復(fù)用FBG-FP增敏應(yīng)變傳感