基于光纤迈克尔逊干涉仪的条纹自动识别系统设计

【摘要】：本文介绍了光干涉的基础知识与光纤干涉仪的基本原理，从理论上分析了光纤应力应变过程中光相位的调制原理，以及构成光纤迈克尔逊干涉仪的必要条件。用光耦合方程推导了平行3×3光纤耦合器的耦合特性，干涉光在通过耦合器后，产生2π/3的固定相位差。并利用这一特性，组建了可以判向的迈克尔逊干涉条纹计数系统。 这一系统的光学部分，用单模光纤和平行3×3耦合器光纤代替了传统迈克尔逊干涉仪的自由空间光路系统，是一个结构简单、反应灵敏、精确度高的双光路干涉系统。其电子电路部分包括光纤传感模块、信号调解模块、判向计数模块、单片机控制通信模块，完成了光电信号的转换、信号调制、干涉条纹的判向计数以及向上位机传递数据的功能。 本文完成了对光学器件、电子器件的选择，介绍了相关电路的设计，给出了相关程序的流程图及部分代码。并利用所设计的光纤迈克尔逊干涉仪进行了应力测试，成功实现了数据的采集、存储、显示、及与上位机通信的功能。并通过对仪器的改装，完成了对仪器所采集数据的准确性测试。