| 【中文题名】 | 基于边缘滤波器的光纤光栅解调技术的研究 |
| 【英文题名】 | The Study on the Fiber Bragg Grating Demodulation Technique Based on the Edge Filter |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-7-11 |
| 【中关键词】 | 光纤Bragg光栅,水声检测,边缘滤波器,解调,自动跟踪, |
| 【英关键词】 | Optical Fiber Bragg Grating,Detect acoustic signal,Edge filter,Demodulation,Auto track, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>光电子技术、激光技术>波导光学与集成光学>集成光学器件> |
| 【论文摘要】 | 水声信号的检测是声纳系统一个非常重要的部分。研究和开发新型、高性能的水声信号检测技术对于巩固海防、开发海洋资源具有十分重要的意义,是日益增长的国防建设和经济建设的需要。
本课题作为国家“973水中目标远程感知基础研究”项目的子项,在国内率先系统地开展了光纤Bragg光栅应用于水声信号检测的原理性研究,是一项具有挑战性、探索性的工作。
本文主要做了如下工作:
1、从水声学相关理论出发结合光纤Bragg光栅传感理论,将光纤Bragg光栅应用于水声信号的检测,探讨了光纤Bragg光栅水听器的工作机理和基本设计方法。
2、通过对水声微弱信号的研究,探讨了基于边缘滤波器的光纤光栅的解调技术。设计了一种基于电压驱动的可调法布里腔自动跟踪的光纤光栅传感器解调方案,通过将光纤光栅的反射波长控制在光学滤波器边沿上的方法,达到对外界的应变引起的布喇格光纤光栅反射光谱的变化进行解调。本文将“自动跟踪”的方法成功应用于光纤光栅解调系统中,利用光电系统中的运算电路,能够自动调整法布里腔的驱动电压,消除了静水压、环境温度等因素的影响;在保证精度的同时有效地提高该传感系统的解调频率范围,依据... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
3-4 |
|
ABSTRACT |
4-7 |
|
第一章 绪论 |
7-14 |
|
1．1 声纳技术产生的背景及课题的提出 |
7-8 |
|
1．2 国内外现阶段的研究现状和水平 |
8-12 |
|
1．2．1 现阶段声纳技术的发展水平 |
8-10 |
|
1．2．2 光纤光栅传感器解调技术简介 |
10-12 |
|
1．3 研究内容和创新点 |
12-14 |
|
1．3．1 本文所做的主要工作及参与的课题研究 |
12-13 |
|
1．3．2 本论文的主要创新点 |
13-14 |
|
第二章 FBG水听器的基本原理 |
14-27 |
|
2．1 FBG的基本结构 |
14-17 |
|
2．2 光纤 Bragg光栅的传感原理 |
17-22 |
|
2．2．1 光纤 Bragg光栅的温度特性 |
18-19 |
|
2．2．2 光纤 Bragg光栅的轴向应力特性 |
19-21 |
|
2．2．3 光纤 Bragg光栅的径向应力特性 |
21 |
|
2．2．4 应变、温度交叉灵敏度 |
21-22 |
|
2．3 光纤光栅的制作 |
22-24 |
|
2．4 光纤光栅水听器探头的研制 |
24-27 |
|
第三章 光纤 Bragg光栅的解调原理 |
27-37 |
|
3．1 光谱分析法 |
27-28 |
|
3．2 匹配光栅法 |
28-29 |
|
3．3 可调谐 Fabry-Perot(F-P)腔法 |
29-31 |
|
3．4 边缘滤波器线性解调法 |
31-32 |
|
3．5 非平衡 Mach-Zehnder干涉法 |
32-34 |
|
3．6 迈克尔逊干涉解调法 |
34 |
|
3．7 可调激光源法 |
34-35 |
|
3．8 小结 |
35-37 |
|
第四章 基于边缘滤波器光纤光栅解调技术的研究 |
37-57 |
|
4．1 系统总体设计方案及工作原理 |
37-40 |
|
4．2 解调器的详细功能设计与内部实现 |
40-51 |
|
4．2．1 光纤光栅解调器的光源 |
40-43 |
|
4．2．2 边缘滤波器 |
43-45 |
|
4．2．3 光电转换部分 |
45-46 |
|
4．2．4 放大滤波电路 |
46-47 |
|
4．2．5 除法器电路 |
47 |
|
4．2．6 系统自动跟踪电路的实现 |
47-49 |
|
4．2．7 跟踪失败指示电路 |
49-50 |
|
4．2．8 系统 PCB电路及电源分配网络 |
50-51 |
|
4．3 解调系统的实验结果 |
51-55 |
|
4．3．1 静态测量 |
51-53 |
|
4．3．2 动态测量结果 |
53-55 |
|
4．4 提高系统灵敏度方法及改进方案 |
55-57 |
|
第五章 总结与展望 |
57-59 |
|
5．1 总结 |
57-58 |
|
5．2 展望 |
58-59 |
|
参考文献 |
59-62 |
|
致谢 |
62-63 |
|
攻读硕士学位期间发表论文 |
63-65 |
|
作者在攻读硕士学位期间参与的研究课题 |
63-65 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.340662 |
