基于LabVIEW的光纤光栅解调技术研究

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随着光纤通信技术的快速发展,近年来光纤传感技术得到深入研究。人们对于信息采集、数据处理技术的要求越来越高,传统的各类传感器已不能满足需求,光纤传感器由此应运而生。光纤光栅传感器因其灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优势得到广泛应用。  LabVIEW是NI设计平台的核心,它是使用图形化编程语言的程序开发软件,也是开发测量和控制系统的理想选择。它生成的是图框形式的程序,提供外观和实际应用都类似于传统仪器的控件(如示波器、波形图表等),可通过使用图标和连线,对前面板需要实现的功能进行编辑和控制,方便用户创建操作界面(即前面板)。同时 LabVIEW是一款使用灵活的软件,方便创建所需虚拟仪器,其编程界面和操作过程生动有趣,也可将其生成为独立的可执行文件,提高工作效率。  本文依据耦合模理论分析了光纤光栅的传感机制,分别研究了基于铌酸锂波导调制器的非平衡M-Z干涉解调系统与基于保偏光纤的非平衡M-Z干涉解调方案,对比波长解调精度,并结合LabVIEW图形化编程软件设计了数据处理程序,用于波长解调系统数据的测量与分析处理。主要工作如下:  (1)介绍了有关光纤光栅传感和LabVIEW的研究意义。  (2)研究了光纤布拉格光栅的传感基理,及铌酸锂波导电光调制器在本实验中的应用。  (3)对比了铌酸锂和保偏光纤的稳定性;提出了提高光纤光栅波长解调精度的方案。根据在基于铌酸锂调制器的波长解调中,当臂长差不为0时,由于透射率T与波长λ成周期性余弦变化,在透射率为0.5附近,曲线近似成线性关系。通过改变铌酸锂波导调制器的调制电压,使所需解调的波长尽可能的落在线性解调区间,从而大大提高解调波长的精度。  (4)利用 LabVIEW建立友好的人机交互界面,介绍了软件数据采集部分中的模块功能、程序实现方法及测量结果等方面,并将其应用于解调系统中进行数据处理,获得了良好的实验效果。
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