光電集成加速度地震檢波器的理論與實驗研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,對油氣能源的需求日益增加.隨著油氣勘探開發(fā)的不斷深入,面對的勘探目標(biāo)越來越隱蔽,越來越復(fù)雜,提高勘探技術(shù)已成當(dāng)務(wù)之急. 地震勘探法是查明地下地質(zhì)構(gòu)造,尋求油氣田或其他勘探目標(biāo)的一種物探方法. 地震檢波器是地震勘探儀器正常工作的第一個環(huán)節(jié),是任何一代地震勘探儀器不可缺少的一個組成部分,它的性能好壞對勘探系統(tǒng)有著直接的影響. 本研究為國家自然科學(xué)基金資助項目"光電集成加速度地震檢波技術(shù)理論和實驗研

2、究"(NO.40274047)的主課題.光電集成加速度地震檢波器是一種新型微光機電加速度地震檢波器,具有高精度、高靈敏度、體積小、集成度高等優(yōu)點,適合在高溫高寒等惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作.本論文主要完成以下工作: 1.詳細(xì)分析了光電集成加速度地震檢波器的工作原理.對簡諧振子和波導(dǎo)干涉儀進行了詳盡的理論和工藝實驗研究,并獲得了有參考價值的工藝參數(shù). 2.對光電集成加速度地震檢波器的調(diào)制方法進行了深入研究,提出了兩種調(diào)制方案.首先

3、對聲光波導(dǎo)相位調(diào)制器進行了理論和實驗研究.根據(jù)聲光調(diào)制的機理,從彈性波的理論出發(fā),系統(tǒng)地分析了聲表面波的激勵及傳播方式,對叉指換能器的工作機理進行了詳細(xì)的分析推導(dǎo).對氧化鋅薄膜和叉指換能器進行優(yōu)化設(shè)計,并深入探討了氧化鋅薄膜、叉指換能器的制備工藝,進行了大量實驗研究,取得了較好的工藝參數(shù). 3.鑒于聲光波導(dǎo)相位調(diào)制器制作工藝復(fù)雜,考慮系統(tǒng)單片集成的工藝性,本課題采用激光光源調(diào)制方案實現(xiàn)光電集成加速度地震檢波器的信號調(diào)制.詳細(xì)分析

4、了帶有反饋系統(tǒng)的半導(dǎo)體激光光源調(diào)制和信號處理電路的工作原理,提出了基于FPGA的數(shù)字信號處理電路的設(shè)計方案,該方案提高了電路的穩(wěn)定性、靈活性,增強了抗干擾能力,而且具有修改簡單的優(yōu)點.詳細(xì)討論了低通濾波模塊設(shè)計過程,基于ROM查找表法的分布式算法具有硬件資源占用少,結(jié)構(gòu)緊湊,工作頻率高的突出優(yōu)點.進行了仿真驗證,為系統(tǒng)的數(shù)字化奠定了基礎(chǔ). 4.在理論分析、設(shè)計、計算和工藝實驗的基礎(chǔ)上,研制出光電集成加速度地震檢波器實驗樣機,并進