基于線陣光電探測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器的光纖光柵傳感解調(diào)技術。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變響應，已經(jīng)在光纖通信、傳感和測量領域取得了廣泛應用。光纖光柵傳感器是一種波長調(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)點外，還有著對光功率起伏不敏感、可實現(xiàn)參量的絕對測量和易于復用等特點。雖然光纖光柵傳感利用波長這個絕對參量感應外部信息，但是當外部多個參量綜合作用時，而且當光纖光柵

2、傳感器的數(shù)目增加時，光纖光柵分布傳感的解調(diào)技術就成為關鍵。解調(diào)系統(tǒng)也是整個光纖光柵傳感系統(tǒng)的重要部分。本論文以傳統(tǒng)CCD探測解調(diào)方法為基礎，以布喇格光纖光柵為研究對象，對CCD探測系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構及信號處理的相關問題進行探討和研究，搭建了利用紅外CCD探測解調(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.簡要介紹了光纖光柵傳感技術的發(fā)展和現(xiàn)狀，比較常見解調(diào)技術的原理和特點，著重介紹基于CCD探測的

3、解調(diào)技術，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:傳感部分和信號處理部分。研究了體相位光柵的分光原理和光電探測器陣列的探測原理、結(jié)構，解決了用于布喇格光纖光柵解調(diào)的體相位光柵和探測器類型選擇的問題。在分析布喇格光纖光柵的傳感特性的基礎上，調(diào)整系統(tǒng)光學結(jié)構，實現(xiàn)光電一體化的設計，符合解調(diào)系統(tǒng)小型化的發(fā)展趨勢。<

4、br>　　 3.探討了光纖光柵傳感系統(tǒng)中光電陣列探測器采集的信息并進行數(shù)據(jù)處理的問題，建立了光纖光柵傳感反射波長與探測陣列像元位置的物理數(shù)學模型和光強與像元大小的物理數(shù)學模型，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探測解調(diào)方法，結(jié)合波分復用、時分復用等技術，搭建了基于體相位光柵和線陣InGaAs光電探測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