光纖光柵傳感器波長檢測與解調(diào)系統(tǒng)的研究.pdf

1、20世紀60年代以來隨著光通信技術(shù)的急速發(fā)展，相應的光纖技術(shù)和工藝也得到了較好的發(fā)展，而光纖傳感技術(shù)也逐漸被人們所重視，光纖光柵傳感技術(shù)是光纖傳感領域的一個新的研究熱點。得益于研究人員對光纖光柵的寫入技術(shù)不斷的進行創(chuàng)新和發(fā)展，光纖光柵能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，伴隨著對其傳感技術(shù)研究的不斷深入，并且憑借著其較小的體積、很強的抗電磁干擾能力、靈敏度好等優(yōu)勢，光纖光柵傳感器正在被越來越多的應用到能源化工領域、土木工程領域、航天航空領域、電力監(jiān)控領域

2、等多個領域。
　　光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的性能好壞是傳感技術(shù)能否實用化最重要的一個決定因素之一，而作為波長調(diào)制器件，如何解調(diào)出被外界物理所影響而產(chǎn)生漂移的波長又是解調(diào)技術(shù)的重中之重。本文基于對光纖光柵傳感機理和解調(diào)技術(shù)的深入研究，進一步對光纖布拉格波長解調(diào)算法做了進一步的研究，基于現(xiàn)有的算法改進創(chuàng)新出本文的算法，并且開發(fā)了一套結(jié)合可編程邏輯門陣列（FPGA，F(xiàn)ield-Programmable Gate Array）硬件和NIOS

3、軟核的解調(diào)系統(tǒng)來實現(xiàn)所述算法。
　　本文主要研究的內(nèi)容包括：
　　1.研究了光纖及其衍生的光纖光柵的傳感技術(shù)，了解它們的發(fā)展和現(xiàn)狀，將光纖光柵的傳感機理，傳感技術(shù)和它的傳感解調(diào)技術(shù)作為重點進行研究，在分析各種解調(diào)技術(shù)優(yōu)缺點的基礎上選定可調(diào)諧F-P濾波器解調(diào)方案，介紹了解調(diào)所需光器件的選擇和F-P濾波原理，并基于FPGA和NIOS來設計本文的解調(diào)系統(tǒng)。
　　2.使用VHDL硬件描述語言設計和驗證了基于FPGA的各個控制電