光纖干涉儀的信號(hào)檢測(cè)與解調(diào).pdf

1、光纖干涉儀(Optical-Fiber Interferometer)在信號(hào)傳感的各個(gè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。本文重點(diǎn)研究了光纖干涉儀的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，特別是作為核心的鎖定放大技術(shù)。為此，本文首先分析了幾種主要雙光束光纖干涉儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理，找到它們信號(hào)處理過(guò)程中的共性，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種數(shù)?；旌系慕庹{(diào)系統(tǒng)。并利用該系統(tǒng)對(duì)開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)的Sagnac光纖干涉儀進(jìn)行了解調(diào)測(cè)試。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。 對(duì)于雙光束型光纖干涉儀，其

2、l+kCOSφ形式的輸出信號(hào)具有周期性的特點(diǎn)，并且與輸入具有非線性的關(guān)系。當(dāng)解調(diào)輸出到達(dá)不同解調(diào)周期的邊界點(diǎn)或不同角度象限的邊界點(diǎn)時(shí)，我們需要對(duì)解調(diào)系統(tǒng)在這些點(diǎn)及其附近的解調(diào)輸出進(jìn)行反復(fù)測(cè)試，以判斷解調(diào)系統(tǒng)是否會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的解調(diào)結(jié)果。采用真實(shí)的光纖干涉儀進(jìn)行測(cè)試不僅測(cè)試方案的設(shè)計(jì)較為冗繁，實(shí)際的工作量也非常龐大。 因此，我們采用了以通用函數(shù)發(fā)生芯片為核心的模擬電路，設(shè)計(jì)出了高性能的虛擬光纖干涉儀。它以簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)代替各種雙光束光

3、纖干涉儀的光學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)模擬產(chǎn)生電學(xué)的干涉輸出信號(hào)；它可以通過(guò)改變輸入?yún)⒖茧妷簛?lái)緩慢逼近并達(dá)到各個(gè)檢測(cè)特殊相位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)解調(diào)系統(tǒng)的特殊相位點(diǎn)檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了一種虛擬光纖Sagnac干涉儀，利用其對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)模混合解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了特殊相位點(diǎn)檢測(cè)。該虛擬光纖Sagnac干涉儀的性能也得到了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。 經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，數(shù)模混合解調(diào)系統(tǒng)的零漂為：(1.5526×10-4)。；解調(diào)系統(tǒng)與光纖Sagnac干涉儀連接后，零漂為(3.5081×10-