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光纤光栅传感网络有源时域地址查询技术

李若明  
【摘要】: 本文结合以光纤光栅(FBG)为端镜的光纤环形腔激光器波长选择技术与多通道输出模拟电子开关技术,对充当端镜的FBG波分复用(WDM)传感元件串进行了有源实时地址查询,并按照传感元与输出通道的对应关系将各传感元的传感结果在相应的各通道实时输出。所做工作主要在以下四个方面: 1.泵浦半导体激光器驱动电源的设计与实现,根据半导体激光器对注入电流的稳定性要求高和对电冲击的承受能力差等特性对其驱动电路进行了设计。针对具体的980nm泵浦激光器,采用负电源模拟电路方案,研制了包含慢启动和功率稳定功能的驱动电路。 2.有源实时查询光路的调试,在对有源查询系统的光路进行理论分析后,经过大量的实验,找出了抑止噪声、降低激光阈值的办法。 3.多通道实时输出模拟电子开关的研制,根据有源查询系统输出信号的特点,研制出利用单片机控制的多通道模拟电子开关模块,该开关各个信道的导通时间通过实验测定后,可实现传感光栅与输出信道对应的多路实时输出。 4.有源查询系统的实验研究,对含有4个传感元的光栅阵列,将模拟电子开关应用于有源查询光路的信号处理,利用非平衡Michelson扫描干涉仪对模拟电子开关一个信道输出的传感信号进行了高分辨率的解调,借助相位计来探测干涉仪输出信号的相位变化,进而实现对待测应变的实时监测。1555 nm波长时系统传感灵敏度的实验值为1.630°/με,与理论值1.674°/με基本吻合。


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