光纤法布里—珀罗传感器解调技术研究.pdf

摘 要 光纤法布里一珀罗(F-P)传感器作为一种高精度的干涉型光纤传感器有着 广泛的应用前景。按照信号解调方法的不同，该种传感器可分为强度调制解 调型和相位调制解调型光纤卜P传感器。强度法是干涉型传感器采用的最古 老、最简单的方法，它采用单色激光光源作为系统的光源。优点是原理简单， 灵敏度高；缺点是受外界干扰大，工作点难控制。 本文首先利用光的多光束干涉理论分析了强度调制解调型光纤FP传感器 的工作机理，由此得到了强度调制解调型光纤F—P传感器的三种解调方法：直 接解调的强度调制解调法、间接解调的双波长调制解调法以及在双波长调制 解调法的基础上针对MEMS压力传感器的四波长调制解调法。通过理论分析建 立了这三种传感器解调的理论模型。 本文的重点是提出了光纤卜P传感器的双通道双波长解调方法，并在此基 础上建立了传感器的实验解调系统：理论分析与实验研究了双波长法解调光 纤F—P传感器的基本原理，证明了双波长双通道解调法可以补偿传感器光网中 和波长无关的变动引起的误差。设计并建立了F—P微位移传感器的实验解调系 统，进一步提出用四波长法解调了MEMS压力传感器，并与双波长法解调结果 进行了比较。实验结果表明，该传感系统具有良好的线性特性， 并且具有灵 敏度高、稳定性好、抗干扰能力强等特点，可实现产品化，有着广泛的应用 前景。 本文最后讨论了光纤传感器调制解调系统存在的问题和改进方法。 关键词：光纤传感器，法布里一珀罗腔，双波长，系统优化 lIl ABSTI己ACT isakindof interferometric Fiber-opticFabry-Perot(F—P)sensorhighprecision sensor，and thiskindofsensorhasabroad sensorscanbeclassifiedintotwokindsof application prospect．F-P is theother sensorstheirdemodulationmethods．One by intensity is modulation／demodulation．Themodulationmethodistheoldestand phase intensity simplest for whicha laserusedas method homochromaticis source．The sensor，in systemlight fiber-optic are ofmethod and the isthatitis highsensitivity；while advantages simpleprinciple disadvantage tobedisturbedandishardtocontrol easy operation． the of At studied beam t