應(yīng)用于光纖傳感的可調(diào)諧光源的研究.pdf

1、激光器是光纖傳感技術(shù)中使用的主要光源，而半導體激光器具有體積小(厘米數(shù)量級)、重量輕(克數(shù)量級)、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單和壽命長等優(yōu)點，并且能夠適應(yīng)振動、溫度、濕度等環(huán)境變化，因而在光纖傳感技術(shù)中得到更廣泛的應(yīng)用。目前，光纖傳感器系統(tǒng)向著波分復用和光纖傳感網(wǎng)的方向發(fā)展，這個發(fā)展趨勢產(chǎn)生了使用可調(diào)諧激光光源的需求。其中寬帶光源與可調(diào)諧濾波器的組合是實現(xiàn)可調(diào)諧光源的一種方法，這項研究可以為光纖傳感網(wǎng)的應(yīng)用提供實用技術(shù)。 本文首先研究了半

2、導體激光器的等效電路模型，分別建立了Fabry-Perot(FP)半導體激光器及垂直腔表面發(fā)射半導體激光器(VCSEL)的等效電路模型。模型以半導體激光器的速率方程為基礎(chǔ)，將速率方程表征為由線性電路元件組成的等效電路模型，這種方法不需要編制復雜的數(shù)值求解程序，從模型的電路模擬結(jié)果就可以很方便地得到LD的調(diào)制響應(yīng)。并結(jié)合自己實驗室所使用的電源驅(qū)動，對模型進行了仿真，驗證了模型的準確性及可靠性。 接著研制了壓電陶瓷致動器(PZT)的

3、驅(qū)動電源。可調(diào)諧濾波器的工作原理是通過PZT的微位移改變?yōu)V波器的腔長，從而實現(xiàn)濾波，完成所需功能。研究了PZT驅(qū)動電源的電路原理，完成了設(shè)計和制作。實驗結(jié)果表明該電源具有電路簡單，線形度好，紋波小，帶負載能力強，頻響高等一系列特點。 本文重點研究了可調(diào)諧光源的設(shè)計與制作，主要是完成可調(diào)諧濾波器控制器的設(shè)計，該設(shè)計主要還建立在PZT驅(qū)動電源基礎(chǔ)之上，同時考慮了一些閉環(huán)控制。根據(jù)理論上對該控制器的設(shè)計，結(jié)合具體的應(yīng)用制作了可調(diào)諧光源