基于Sagnac干涉仪的新型波长解调光纤传感器

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:llsnow_2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文介绍了基于Sagnac干涉仪的新型波长解调光纤传感器。众所周知,Mach-Zehnder干涉仪经常被用来制作传感器使用。这种传感器具有高灵敏性的特点,但是其非常容易被外界的因素所干扰。基于这个缺点,我们想用Sagnac干涉仪代替Mach-Zehnder干涉仪。Sagnac干涉仪最大的特点就是两束光分别沿方向相反的闭合光路传播,这就使得光波始终处在相同的环境中,这样就能很好的屏蔽外界环境对光路的影响,我们称这一特性叫做互易性。这个特性使其能够消除在使用M-Z等干涉仪测量时,由于环境温度所造成的不稳定因素的影响。因而,将光纤Sagnac干涉型传感器设计用于对外界振动源的测量时,能够克服M-Z的不稳定性。Sagnac干涉仪具有抗干扰性能强的优点,能够将环境中的干扰信号相互抵消,但也正是这一优点的存在,在信号相互抵消的过程中需要传感的信号也被抵消了,使得Sagnac干涉仪不能作为传感器来使用。为了结合Sagnac干涉仪和M-Z干涉仪的优点,我们在Sagnac干涉仪原有的基础上添加了两个重要的装置:一个是相位压缩装置,另一个是双折射光纤。 相位压缩装置是在系统中添加一个相位调制器(这里用PZT来实现)和一段延时光纤。通过推导计算,不难发现这个系统能够很好的压缩相位,大大扩展了测量的范围,使相位和传感量之间形成线形关系,扩展了Sagnac干涉仪的使用范围。将双折射光纤接入系统中,两束光波将被分解成两个正交的偏振光,即e光和o光。最终e光和o光将有一个相位差△φ。正是因为具备了这个相位差,使得Sagnac干涉仪可以作为一个传感器使用了。 在数据处理部分,本文主要介绍了基于CA3130的放大电路,基于ADC0809的模数转换和伟福S51单片机-P87C52(Philips)单片机的原理和应用。电路部分的作用是把光路输出信号转换为电压信号并放大和量化,测量有用值,利用推导得的公式,分析计算出波长,实现了对波长的解调,达到传感目的。 在文章的最后部分,我们又介绍了一种新型的波长解调技术——计数波长解调。通过对计数解调的理论分析和实验研究,我们选用了三段不同长度的高双折射光纤进行实验。其长度分别为0.02m、0.1m和30m组成的Sagnac干涉仪系统。通过分析,导出了光透过率与光波长的关系式,得出光透过率随波长变化的频率大体不变,且光透过率变化的频率与高双折射光纤的长度近似成正比的结论。这种技术是通过记录透过率变化的周期数,来判断波长的变化量,从而推出待测物理量的微小变化。
其他文献
大家好!感谢领导给了我一次跟大家一起学习交流的机会。与在座的各位优秀的班主任相比,我实在是忝列门墙。让我来谈班级管理经验实在是班门弄斧。所以,就当做向大家汇报我的班主
本工作探讨物态方程中对Ⅱ型超新星瞬时爆发的影响,并且对超新星爆发能量的四种定义进行了研究。 综述了Ⅱ型超新星的相关理论。包括大质量恒星的演化、超新星的分类、超新
光栅是重要的光学元件,光栅衍射的研究一直是人们所感兴趣的重要课题。近期以来人们关于光栅研究的取得了许多重要成果,例如金属光栅的透射增强,纳米周期光栅的制作及其光波衍射
高激发Rydberg原子具有许多独特的性质,例如对外界环境的敏感性,较大的原子半径等,使其可以作为研究辐射及场的敏感探针。获得并保持原子的高激发态在诸如原子芯片,光子晶体等许
专门针对学龄前和学龄初的七、八岁儿童创作的文学就是幼儿文学。作为文学家族中同样迷人的一员,幼儿文学是一块繁茂的园地,它和其他年龄段的文学一样,都是一门语言艺术。因这种
如今复杂动力学网络的研究已经延伸到了各个领域,如细胞生物学,生态学,计算机科学,电力系统和通信网络,等等。因此,对复杂动力学网络的建模和同步特性研究,无论是理论上还是在实际应
学位
农村文化是社会主义文化的重要内容,是社会主义新农村建设的重要组成部分。建设适应新形势的农村文化是加强党的执政能力建设、提高发展社会主义先进文化的能力、构筑农村和谐
磁性宏观量子效应的研究主要集中于单畴磁性颗粒。将单畴磁体中的宏观量子效应研究推广到场模型是非常有意义的。文献中曾讨论了体材料中磁畴壁的量子隧穿,其基本思想都是引入
在鲁讯的小说集《呐喊》《彷徨》和散文集《朝花夕拾》中映现了大量独具特色的江浙民俗,这与他生活的地域、社会环境有非常大的关系。本文主要从物质民俗、社会民俗、精神民俗