CCD光譜成像技術(shù)在光纖光柵解調(diào)技術(shù)中的應(yīng)用.pdf

1、光纖布拉格光柵FBG(Fiber Bragg Grating)傳感器具有抗電磁干擾、抗腐蝕、靈敏度高和小巧等特點(diǎn)，已成為光纖傳感領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前FBG已被廣泛應(yīng)用于大型復(fù)合材料和混凝土建筑物的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、電力、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域，其中FBG傳感信號(hào)解調(diào)是其傳感應(yīng)用中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 本文在詳細(xì)了解國(guó)內(nèi)外光纖光柵傳感技術(shù)及其傳感信號(hào)解調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，深入研究了光譜成像技術(shù)用于光纖光柵解調(diào)的原理與方法，建立了應(yīng)用線陣CCD

2、(Clharge Coupled Device)的光纖光柵光譜成像法波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)。 在詳細(xì)研究光譜成像理論的基礎(chǔ)上，對(duì)光譜成像系統(tǒng)中各個(gè)光學(xué)元件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。結(jié)合CCD在微小型光纖光譜儀中的應(yīng)用，通過合理選擇分光元件，設(shè)計(jì)了一種小型化的光譜法波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)。運(yùn)用Zemax軟件進(jìn)行光路追跡和測(cè)試，設(shè)計(jì)出了適合光纖光柵解調(diào)的光學(xué)元件的參數(shù)。采用新型的現(xiàn)場(chǎng)可編程器件FPGA (FieldProgrammable Gate Arrav)設(shè)計(jì)

3、了線陣CCD器件TCD1500C驅(qū)動(dòng)電路，用Quartus軟件將FPGA配置成32位CPU用于測(cè)量數(shù)據(jù)處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了一種新型高度集成化的光譜成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 運(yùn)用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器進(jìn)行了波長(zhǎng)解調(diào)模擬實(shí)驗(yàn)。通過調(diào)諧激光器的輸出波長(zhǎng)，來模擬光纖光柵受到外界的作用而產(chǎn)生的反射Bragg波長(zhǎng)的變化，驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果，為實(shí)現(xiàn)小型化的光譜成像法光纖光柵解調(diào)儀奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。論文中還對(duì)波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)的分辨率進(jìn)行了分析，詳細(xì)討論了影響系統(tǒng)