基于dfb激光器调谐光纤光栅解调系统的研究

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1、哈尔滨理_『J人学丁学顾f：学位论文基于DFB激光器调谐的光纤光栅解调系统研究摘要随着结构检测技术的发展，对用于结构健康豁测的传感器性能、监测系统自动化及智能化要求不断提高，传统传感器在应用中显现出局限性，而光纤布拉格光栅(FBG)因其信息对波长的绝对编码和易构成准分布式网络的独特优点得到广泛应用，因此对FBG波长信号的检测成为研究热点。论文基于分布反馈式(DFB)激光器的带宽窄、波长可调谐的优点，提出了～种基于DFB激光器动态扫描FBG的解调方案。首先讨论了光纤布拉格光栅的传感机理、解调系统的波长校准技术和插值算法，确定受调谐电路控制的DFB激光器的技术参数，构建了基于法布罩一珀罗标准具的波

2、长校准系统；完成了低噪声、高放大倍数的放大电路的设计与调试；利用Labview编写了基于PCI型数据采集卡的采集程序；完善了直接比较法，提高了寻峰算法的精度；采用分段线性插值法计算FBG中心波长，同时对中心波长进行了校准；采用Matlab编程实现了算法程序并编译M文件；通过动念链接库实现了Labview对各算法程序的调用。研制了基于DFB激光器动态扫描FBG的解调系统，该系统分辨率为lpm，精度为±10pro，测量范围为1550．012nm～1554．812nrn，波长相对变化在120分钟内小于0．32％。搭建了基于FBG的温度传感和应变传感实验系统，并进行实验研究，实验结果和理论结果相符，证

3、明此解调系统可用于FBG波长信号检测。关键词光纤布拉格光栅；分布反馈式激光器；法布里一珀罗标准具；解调哈尔演理T人学Ii学顾lj学位论文StudyonFiberGratingDemodulationSystemBasedonTunedDFBLaserAbstractWiththedevelopmentofstructuredetectiontechnology,therequirementsfortheautomationandintelligenceofmonitoringsystemareimprovedtoahigherstep，SOtherequirementsforthesensor

4、performanceareimprovedtoo．Traditionalsensorshavelimitationsinstructuredetection，howeverthefiberbragggrating(FBG)takeapplicationwidelybecauseofit’Suniqueadvantagesofinformationabsolutecodingonwavelengthandconstitutequasi—distributednetworkeasily,SOFBGwavelengthsignaldetectionbecomehotspot．Ademodulati

5、onschemebasedondistributedfeedback(DFB)laserdynamicscanningFBGisputforward，whichbasedontheadvantageofDFBlaserwithnarrowbandwidthandwavelengthtunable．111efiberbragggratingsensormechanismanddemodulationsystemwavelengthcalibrationtechnologyandinterpolationalgorithmhavebeenfirstdiscussed．Determinethetec

6、hnicalparametersofDFB1aserthatWascontrolledbytuningcircuit．AdemodulationsystemhavebeenconstructedbasedonFabry-Perotetalonforwavelengthcalibration．Theamplifiercircuitwithlownoiseandhighmagnificationhavebeendesignedanddebugged．ThedatacollectionprogrambasedonPCIdataacquisitioncardhavebeenwrittenbyLabvi

7、ew．Theprecisionofpeaksearchhavebeenimprovedbyoptimizethedirectcomparisonmethod．FBGcenterwavelengthhavebeencalculatedbypiecewiselinearinterpolationmethodandthewavelengthhavebeencalibratedatthesametime．