低相干光纤微分干涉仪及其解调方法研究

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1、密级：保密期限：硕士学位论文低相干光纤微分干涉仪及其解调方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＬｏｗＣｏｈｅｒｅｎｃｅＦｉｂｅｒＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｎｇＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒａｎｄＩｔｓＤｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎＳｃｈｅｍｅｓ学号Ｂ１２２０２００１姓名陈剑学位类别工学硕士学科专业兀子王（工程领域）指导教师甄；胜来（副教授）、完成时间２０１５年４月答辩委员会主席签名？？＊‘“？‘？－．．？？？‘

2、．？．－．．．．？‘＇？？－？？？－．？？：■■■？？■？？？？－：：Ｖ．Ａ：：：Ｎ，：：ｉ：…；；；；；：ｉ：：；；Ｖ．：；：：申请硕士学位论文低相干光纤微分干涉仪及其解调方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＬｏｗＣｏｈｅｒｅｎｃｅＦｉｂｅｒＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｎｇＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒａｎｄＩｔｓＤｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎＳｃｈｅｍｅｓ＿陈剑ＣｈｅｎＪｉａｎ导师：藤胜来副教授

3、２０１５年４月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果．据我所知．除了文中糊咖以标注和致谢的地方外论文中不包含其，他人已经发表麵写过的研贼果，鮮包含为获得安徽大学或其他教育腿的学位或证书而使用过的材料一．与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意．：签字曰期：学位论文作者签名ｊ＼丨车年十月曰ｆ、ｋ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留，有权，使用学位论文的规定保留并向国家有关部门或机构送

4、交论文的复印件和磁盘文被査阅和借，允许论阅．本人授权安徽大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、、；ｒ编．，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存学位论文｛保密的学位论文在解密后适用本授权书）１疋Ｈ学位论文作者签名：创导师签名；暫＾＂ｉ＾１签字日期：沾年月２５日签字日期：今年４月日ｆ［键入文字］摘要本文基于低相干光纤微分干涉原理，采用马赫曾德和赛格纳克混合干涉仪结构，提出多种无源解调方法；通过光纤微分干涉仪结合三路探测相位解调方法，实现了相位变化的绝对幅值的

5、测量，；在微分干涉仪的基础上通过对相位压缩理论的分析，提出了动态范围可调节方法。低相干光纤微分干涉仪基于光的时间相干性原理，干涉仪的光路中有两束光通过的路径相同，但通过测量点的时间不同，这两束光由于在不同时刻被连续变化信号所调制，它们在到达光探测器时具有不同的相位，其时间差随延迟光纤长度的变化而变化。微分干涉仪中，两束光干涉信号的相位差是待测信号的微分量，基于其特有的相位压缩原理，输出信号的相位量相比于实际相位变化量被压缩了许多倍，大大拓宽了输出的线性范围。要从干涉仪输出信号中恢复出被测信号，需

6、要专门的信号解调技术。低相干，受环境扰动影响小，微分千涉仪没有相位衰落的问题又具有很大的线性范围，适合使用无源相位解调方法。我们首先提出了基于３ｘ３稱合器的双路探测方法，结合ＤＣＭ解调方法，实现了解调出被测信号的相位信息；进而针对双路探测中的干涉项直流分量无法实时消除和难以进行相位变化绝对幅值测量这两点不足，提出了基于３ｘ３親合器的三路探测方法，结合三路探测解调方法可以实现实时的相位绝对幅值测量。ＰＣＦ一相位压缩因子（）这个参数可以表征微分干涉仪输出信号的相位相比于普通干涉仪输出信号的相位的压缩

7、程度一。它的值在定范围内与光纤延迟线的长度成正比，据此我们提出了动态范围可调节的微分干涉仪。通过光开关切换不。同长度的光纤延迟线，实现了对微分干涉仪动态范围的调节低相干光纤微分干涉仪在远程振动测量，折射率测量和电流测量等领域都有潜在的应用价值。本文的创新点主要包括：１．用低相干微分干涉仪与相位解调方法结合实现大动态范围的相位信息测Ｉ低相干光纤微分干涉仪及其解调方法研宄量。２．利用基于３ｘ３親合器的低相干微分干涉仪和三路探测的无源解调算法进行相位测量，可以实时的测量出被测相位变化信

8、号的绝对幅值。３．提出了利用相位压缩原理，通过光开关切换不同光纤延迟线，来实现微分，拓宽了测量的动态范围干涉仪动态范围的调节。关键词：微分干涉，光纤，低相干，绝对幅值，动态范围…．ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｉｓａｅｒａｌｏｗ