高分辨率的多路復用光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、分布式光纖光柵溫度傳感系統(tǒng)是一種具備多種優(yōu)點、極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛥?shù)測量系統(tǒng)，具有抗電磁干擾能力強、可同時測量應變和溫度、測量精度高、系統(tǒng)重量輕的特點，是航天載荷參數(shù)測量的重要發(fā)展方向。
　　本課題將在原有工作基礎上研制高性能的光纖光柵解調(diào)測量系統(tǒng)，實現(xiàn)對待測結(jié)構(gòu)件各監(jiān)控點溫度的高靈敏度實時測量。文中設計并搭建了一套基于緊湊型可調(diào)諧半導體激光器的高分辨率的可復用光纖光柵波長解調(diào)系統(tǒng)。
　　解調(diào)測試系統(tǒng)采用波長調(diào)諧范圍為154

2、6nm至1558nm的緊湊型可調(diào)諧半導體激光器作為激光源，以提高系統(tǒng)的簡潔性、波長分辨率以及響應速率，通過加入標準氣室作為波長基準以提高系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性。使用電流直接調(diào)制的辦法，實現(xiàn)了半導體激光器高達1pm分辨率的準連續(xù)波長掃描。
　　對于解調(diào)測試系統(tǒng)的解調(diào)過程進行了模擬，分析了激光器掃描步長與解調(diào)誤差之間的定性關系。得出了解調(diào)誤差隨激光器掃描步長增大而增大，并略小于掃描步長這一結(jié)論。從而推論出，以1pm波長分辨率掃描，可以得到優(yōu)

3、于1pm的解調(diào)波長分辨率。隨后對重心算法進行了算法魯棒性模擬和分析，分析了在不同程度的各類噪聲影響下，算法解調(diào)誤差的波動情況。經(jīng)過多次隨機模擬，驗證了算法穩(wěn)定性高、受噪聲影響小的特性，為接下來的實驗打下了良好的理論基礎。
　　在解調(diào)時，利用分段掃描和重心算法提高光纖光柵中心波長的解調(diào)精確度和穩(wěn)定性。通過測試單根FBG的波長解調(diào)情況以及在外加控溫的情況下的溫度波動情況，得到測溫傳感系統(tǒng)的波長分辨率優(yōu)于1pm，精確度接近2pm，在15