【摘要】：隨著光纖技術(shù)的不斷進(jìn)步,光纖傳感領(lǐng)域也得以快速發(fā)展。光纖傳感器通過光纖進(jìn)行信息的獲取,具有體積小、靈敏度高、動態(tài)范圍大、測量范圍廣、復(fù)用性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)等應(yīng)用優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域之中。波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器在白光光纖傳感測量系統(tǒng)中能夠發(fā)揮重要的作用,如何優(yōu)化其性能是人們一直關(guān)注的重點(diǎn)。FPGA是可編程邏輯器件的一種,具有資源豐富、運(yùn)行速度快、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)。將其應(yīng)用到白光光纖傳感測量系統(tǒng)之中,不僅可以提升波長掃描激光光源的波長調(diào)諧速度,還可以滿足光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)對于實時進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理的需求,更有利于白光光纖傳感測量系統(tǒng)的集成化和靈活性。本文對目前常見的波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器進(jìn)行了分析對比,選擇SGDBR激光器作為白光光纖傳感測量系統(tǒng)的波長掃描激光光源。在詳細(xì)分析了SGDBR激光器的工作原理及控制方式之后,我們選擇使用5路ADN8810數(shù)控恒流源串行或并行為激光器輸入諧振腔所需的5路控制電流,并使用FPGA作為整個波長掃描激光光源的核心控制元件。我們重點(diǎn)進(jìn)行了FPGA的邏輯編碼工作,設(shè)計驅(qū)動整個硬件鏈路實現(xiàn)單波長激光輸出及波長循環(huán)掃描輸出。光源系統(tǒng)可輸出的激光波長點(diǎn)數(shù)為5014,波長范圍約為1527nm-1567nm,波長間隔約8pm。對于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),我們選用DA芯片TLV5618模擬信號源,AD9226模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行模擬信號的轉(zhuǎn)換,并使用FPGA作為核心元件進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集及傳輸。我們通過對FPGA進(jìn)行編碼,實現(xiàn)了DA芯片的驅(qū)動、AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的采集與存儲控制,并通過軟硬核完成數(shù)據(jù)存儲模塊及UART串口/標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)口傳輸模塊的設(shè)計,最終實現(xiàn)了完整的SOPC系統(tǒng)。經(jīng)測試,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可正常進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與存儲,且FPGA可控制所采集的強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過UART串口/標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)口上傳至PC機(jī)以備后續(xù)處理。進(jìn)而,結(jié)合設(shè)計的波長掃描光源系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),我們最終搭建了完整的白光光纖傳感測量系統(tǒng)。本文制作了3種不同腔長值的F-P光纖傳感器,并分別利用自制的白光光纖傳感測量系統(tǒng)及SM125商用光纖傳感解調(diào)儀進(jìn)行了干涉光譜的采集以及傳感器腔長值的解調(diào)。對比測量結(jié)果發(fā)現(xiàn),二者采集的干涉光譜近似重合,解調(diào)出的傳感器腔長值相差10nm以內(nèi),驗證了自制白光光纖傳感測量系統(tǒng)的可行性。本文最終所實現(xiàn)的白光光纖傳感測量系統(tǒng)具有體積小、性價比高、可升級等應(yīng)用優(yōu)勢,可用于進(jìn)行白光光纖傳感測量或作為獨(dú)立的循環(huán)掃描光源使用。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN248.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張鵬;;半導(dǎo)體激光器的物理特性分析及研究[J];激光雜志;2018年12期

2 孫勝明;范杰;徐莉;鄒永剛;楊晶晶;龔春陽;;錐形半導(dǎo)體激光器研究進(jìn)展[J];中國光學(xué);2019年01期

3 劉林;;半導(dǎo)體激光器的虛擬實驗仿真系統(tǒng)[J];西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2019年02期

4 劉義鶴;江洪;;半導(dǎo)體激光器器件和材料研究進(jìn)展[J];新材料產(chǎn)業(yè);2019年04期

5 鄧麗;張濤;許博;李亭亭;;沖擊電流驅(qū)動下半導(dǎo)體激光器的快速響應(yīng)研究[J];激光與紅外;2018年02期

6 ;藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器將國產(chǎn)化[J];半導(dǎo)體信息;2018年01期

7 李鵬;張珩;;基于嵌入式技術(shù)的半導(dǎo)體激光器電路設(shè)計[J];激光雜志;2018年06期

8 孫淼;申利梅;張騰;陳煥新;;熱電冷卻半導(dǎo)體激光器的溫控策略研究[J];工程熱物理學(xué)報;2018年07期

9 羅春霞;陳海英;;半導(dǎo)體激光器的實驗特性分析及識別[J];激光雜志;2018年10期

10 魏玉花;;具有反射波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器[J];激光雜志;2016年11期

相關(guān)會議論文 前10條

1 袁麗萌;賈鋒;;新型1470nm半導(dǎo)體激光器在微創(chuàng)手術(shù)中的應(yīng)用[A];長三角地區(qū)科技論壇激光分論壇暨上海市激光學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

2 車相輝;陳宏泰;林琳;王晶;張世祖;徐會武;劉會民;王曉燕;楊紅偉;安振峰;;808nm半導(dǎo)體激光器材料參數(shù)的數(shù)值模擬研究[A];第十一屆全國MOCVD學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

3 徐強(qiáng);;半導(dǎo)體激光器的矢量光場分析[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

4 董翔宇;鄭剛;李孟超;;半導(dǎo)體激光器調(diào)頻特性的分光檢測及應(yīng)用研究[A];第十一屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2006年

5 王少卿;王向朝;黃炳杰;;反饋光注入半導(dǎo)體激光器的復(fù)合腔模穩(wěn)定性與分岔研究[A];第十二屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2008年

6 張興德;;半導(dǎo)體激光器的進(jìn)展及其在軍事上的應(yīng)用[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

7 劉賢炳;梁元濤;李蔚;楊名;丁勇;楊寧;徐國偉;龍熙平;楊鑄;;直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器的非線性動力學(xué)特性研究[A];全國第十次光纖通信暨第十一屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議（OFCIO’2001）論文集[C];2001年

8 陳良惠;;我國半導(dǎo)體激光器的新進(jìn)展(報告內(nèi)容摘要)[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

9 石智偉;朱勇;成懿闐;陳玉穩(wěn);林桔樺;;一種用于半導(dǎo)體激光器溫控系統(tǒng)的溫度檢測[A];2004全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會、2005全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會、廣西光學(xué)學(xué)會成立20周年年會論文集[C];2005年

10 陳云良;王海龍;;半導(dǎo)體激光器的廣泛應(yīng)用[A];上海市激光學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 杜勝蘭;哈佛完成半導(dǎo)體激光器收發(fā)無線信號首次實驗[N];人民郵電;2019年

2 記者 孫世超;韓國奎科半導(dǎo)體激光器項目簽約入駐高新區(qū)[N];威海日報;2019年

3 記者 劉園園;藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器將國產(chǎn)化[N];科技日報;2018年

4 本報記者 李們達(dá);堅持夢想永不言棄[N];經(jīng)濟(jì)日報;2017年

5 記者 王海榮;深創(chuàng)谷引來一群“學(xué)霸創(chuàng)客”[N];深圳商報;2017年

6 中國工程院院士 趙梓森;從高錕獲獎看光纖通信的發(fā)展[N];人民郵電;2009年

7 ;半導(dǎo)體激光器應(yīng)用市場廣闊[N];中國電子報;2000年

8 張璐 本報記者 鄧淑華;炬光科技:踐行高功率半導(dǎo)體激光器產(chǎn)業(yè)化[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2019年

9 本報記者 羅旭;劉興勝：在黃土地上實現(xiàn)科技報國夢[N];光明日報;2019年

10 王晶;朗訊貝爾實驗室推出新款半導(dǎo)體激光器[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 薛琛鵬;基于混沌半導(dǎo)體激光器的保密通信技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2019年

2 侯玉雙;基于半導(dǎo)體激光器非線性動力學(xué)系統(tǒng)的儲備池計算[D];西南大學(xué);2019年

3 宋悅;AlGaInAs近紅外半導(dǎo)體激光器外延結(jié)構(gòu)的退化機(jī)理研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2018年

4 樊利;基于外部擾動下半導(dǎo)體激光器的非線性動力學(xué)獲取微波及微波頻率梳研究[D];西南大學(xué);2018年

5 田景玉;高功率半導(dǎo)體激光器外腔合束技術(shù)及白激光研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2019年

6 李鯤;半導(dǎo)體激光器自混頻干涉測距技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2017年

7 郭仁甲;基于重構(gòu)等效啁啾技術(shù)的新型可調(diào)諧分布反饋半導(dǎo)體激光器及陣列研究[D];南京大學(xué);2017年

8 穆鵬華;半導(dǎo)體激光器混沌注入系統(tǒng)時延及帶寬特性研究[D];西南交通大學(xué);2018年

9 高峰;周期性電注入增益耦合分布反饋半導(dǎo)體激光器的研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2018年

10 盧澤豐;基于側(cè)向微結(jié)構(gòu)的中紅外半導(dǎo)體激光器性能調(diào)控研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉洋;半導(dǎo)體激光器兩級耦合式溫控方法研究[D];北京理工大學(xué);2016年

2 巫祥曦;用于泵浦稀有氣體激光器的半導(dǎo)體激光線寬壓縮研究[D];華中科技大學(xué);2019年

3 楊文龍;基于雙光柵的半導(dǎo)體激光器光譜合束研究[D];華中科技大學(xué);2019年

4 肖杏子;大功率半導(dǎo)體激光器電源單體的分析與設(shè)計[D];華中科技大學(xué);2019年

5 蔡磊;醫(yī)療脫毛半導(dǎo)體激光器光學(xué)治療頭設(shè)計[D];西安工業(yè)大學(xué);2019年

6 仲光彬;基于REC技術(shù)的InN-DFB半導(dǎo)體激光器的研究[D];南京郵電大學(xué);2019年

7 張巖;小型信息型半導(dǎo)體激光器驅(qū)動系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];云南大學(xué);2018年

8 王世飛;基于TEC控溫的半導(dǎo)體激光器熱穩(wěn)定性仿真及其熱特性表征[D];中國計量大學(xué);2018年

9 盧珊珊;具有反饋的多個半導(dǎo)體激光器信息傳輸?shù)难芯縖D];杭州電子科技大學(xué);2019年

10 薛利;用于偏振型光纖傳感器的高穩(wěn)定性半導(dǎo)體激光器與雙差分光接收機(jī)的研究[D];北京交通大學(xué);2019年

，

本文編號：2607526