光纖光柵地震波監(jiān)測方法的研究.pdf

1、地震是最具破壞性的自然災害之一，每年都造成大量人員傷亡和巨額經濟損失，如何預測、預報和預警地震是相關科技工作者的使命。地震波包含了豐富的地震參量信息，根據地震波中S波和P波傳播速度的不同，可以實現地震預警，實時監(jiān)測地震波形。光纖光柵地震監(jiān)測方法是實現地震監(jiān)測的重要手段，本論文對光纖光柵地震波監(jiān)測方法進行了深入研究。
　　論文首先從理論上詳細分析了地震波與光纖光柵傳感頭的作用機理，對光纖光柵耦合模方程進行了詳細推導，并以耦合模方程為

2、基礎，在簡單地震波作用下，得出了地震波與光纖光柵傳感頭的耦合作用關系式，為研究光纖光柵地震波實時監(jiān)測系統(tǒng)提供了理論支持。再根據耦合模方程，推導了光纖光柵傳輸矩陣理論，對光纖光柵反射譜與光柵參數的關系進行了仿真，得到了簡單地震波作用下光纖光柵反射譜的變化形式，有力證明了光纖光柵傳感器實現地震監(jiān)測的可行性。
　　然后研究了基于兩種不同解調方法的陣列式光纖光柵地震波實時監(jiān)測系統(tǒng)，理論分析和論證了兩種波長解調方法的可行性，并對兩種波長解調

3、方案進行了仿真。同時對系統(tǒng)參數進行了分析設計，提出了光纖光柵傳感頭設計方案，仿真分析了傳感頭的性能參數，得到該傳感頭具有足夠的頻響范圍。再針對地震波監(jiān)測系統(tǒng)輸出信號特征，設計并制作了基于3×3耦合器解調方法的波長解調模塊。
　　最后搭建了基于3×3耦合器解調方案的光纖光柵地震波監(jiān)測實驗系統(tǒng)，用Matlab編程處理由解調模塊采集的實驗數據，解調結果與示波器觀察到的對應時間段的波形一致。結果說明基于3×3耦合器解調方案的光纖光柵地震波