布拉格光纖光柵（以下簡稱光纖光柵）是利用光纖材料的光敏性,通過特殊工藝在光纖纖芯上形成周期性折射率調(diào)制的一種光纖無源器件。光纖光柵傳感是將被測物理量轉(zhuǎn)化為光纖光柵中心波長的變化,通過信號解調(diào),獲得波長隨被測量變化的一種傳感技術(shù)。航天器、飛機等測試傳感的現(xiàn)有解調(diào)速度低,對高速、多測點光纖光柵傳感器解調(diào)提出了迫切的需求。在光纖光柵傳感系統(tǒng)中,反射光譜的解調(diào)技術(shù)是決定整個測試過程速度快慢的關(guān)鍵。光纖光柵傳感信號的高速解調(diào),關(guān)鍵在于如何快速提取光纖光柵反射波的中心波長。論文主要包括以下幾部分內(nèi)容:一、對國內(nèi)外光纖光柵傳感信號高速解調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了總結(jié)。二、介紹了光纖光柵傳感原理,在對高速信號解調(diào)方法進行分析及對比后,選用基于可調(diào)諧窄帶光源的高速解調(diào)方法展開研究。三、在對比不同窄帶激光器的性能后,選用符合光譜調(diào)諧范圍寬、活動部件少的DBR可調(diào)諧激光器進行方案設(shè)計,在此基礎(chǔ)上進行分電路及嵌入式軟件設(shè)計。四、研究了DBR激光器輸出波長的控制原理,設(shè)計了包括FPGA、二次電源、電流源、溫控、串口及濾波等多模塊于一體的激光器高速控制電路,通過高速D/A轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)激光器控制電流的快速調(diào)諧。五、進行了激光... 

【文章來源】：中國運載火箭技術(shù)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 光纖光柵傳感信號解調(diào)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 光纖光柵信號高速解調(diào)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 小結(jié)
    1.3 研究目的及意義
    1.4 主要研究內(nèi)容
2 光纖光柵傳感原理及高速解調(diào)技術(shù)
    2.1 光纖光柵的傳感原理
    2.2 光纖光柵傳感信號的高速解調(diào)方法
        2.2.1 基于濾波的高速信號解調(diào)方法
        2.2.2 基于衍射光柵和探測器陣列解調(diào)法
        2.2.3 基于可調(diào)諧窄帶光源的高速解調(diào)方法
        2.2.4 基于陣列波導(dǎo)光柵的光纖光柵高速信號解調(diào)方法
        2.2.5 其他方法
    2.3 小結(jié)
3 基于可調(diào)諧激光器的光纖光柵高速解調(diào)系統(tǒng)
    3.1 解調(diào)系統(tǒng)總體方案
    3.2 光路方案設(shè)計
        3.2.1 光路構(gòu)成及工作原理
        3.2.2 光電子器件
        3.2.3 主要參數(shù)估算
    3.3 電路方案設(shè)計
        3.3.1 激光器控制電路方案及分析
        3.3.2 光電探測器方案及分析
        3.3.3 信號采集處理電路方案及分析
    3.4 激光器控制軟件設(shè)計
    3.5 小結(jié)
4 可調(diào)諧激光器波長的高速控制技術(shù)
    4.1 可調(diào)諧激光器波長的控制原理
    4.2 電流源與電壓源驅(qū)動電路的對比和選擇
        4.2.1 電流源驅(qū)動電路
        4.2.2 電壓源驅(qū)動電路
        4.2.3 兩種驅(qū)動電路對比
    4.3 可調(diào)諧激光器波長的高速控制電路設(shè)計及制作
        4.3.1 二次電源模塊
        4.3.2 溫控模塊
        4.3.3 串口發(fā)送和接收模塊
        4.3.4 FPGA模塊
        4.3.5 PCB設(shè)計及制作
    4.4 實驗和分析
    4.5 小結(jié)
5 激光器輸出波長的標定技術(shù)研究
    5.1 激光器靜態(tài)標定
    5.2 可調(diào)諧激光器波長動態(tài)標定技術(shù)
        5.2.1 可調(diào)諧激光器動態(tài)標定方案
        5.2.2 可調(diào)諧激光器波長動態(tài)標定分析
        5.2.3 仿真和參數(shù)優(yōu)化
        5.2.4 動態(tài)標定實驗
        5.2.5 結(jié)果及分析
    5.3 小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作設(shè)想
參考文獻
附錄 A激光器高速掃描控制代碼
攻讀博士(碩士)學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3258193