發(fā)布時(shí)間：2020-12-30 22:27

　　海底地震引發(fā)的海嘯破壞性極強(qiáng),對(duì)生命安全和財(cái)產(chǎn)安全都構(gòu)成極其嚴(yán)重的威脅,因此建立科學(xué)有效的地震海嘯預(yù)警系統(tǒng)是尤為重要的。海洋環(huán)境條件錯(cuò)綜復(fù)雜,傳統(tǒng)傳感器的供電和維護(hù)難度均較大。干涉型光纖傳感器憑借其抗電磁干擾、耐腐蝕、高靈敏度探測(cè)、體積小易于集成、且探頭本征無(wú)源等突出優(yōu)勢(shì),逐漸在地震海嘯預(yù)警領(lǐng)域中得到了廣泛的研究。以干涉型光纖傳感技術(shù)為手段,通過(guò)測(cè)量干涉信號(hào)的變化來(lái)反演實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè),其中,干涉信號(hào)的相位解調(diào)方法作為檢測(cè)過(guò)程中關(guān)鍵性的問(wèn)題,具有很高的研究?jī)r(jià)值。本文開(kāi)展光纖振動(dòng)系統(tǒng)的相位解調(diào)方法改進(jìn)的研究,使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠,達(dá)到高精度探測(cè)振動(dòng)信號(hào)的目的。首先,本文對(duì)研究課題的背景意義進(jìn)行闡述,介紹了光纖傳感器及相位解調(diào)方法方面的研究現(xiàn)狀,詳細(xì)分析了光纖干涉及成因、相位調(diào)制原理。接著,本文對(duì)光纖振動(dòng)系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)及光纖振動(dòng)檢波器機(jī)理進(jìn)行說(shuō)明,著重研究了相位生成載波技術(shù),其中包括調(diào)制和解調(diào),調(diào)制分為內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制,解調(diào)分為微分交叉相乘和反正切解調(diào)方法。針對(duì)傳統(tǒng)的相位生成載波解調(diào)技術(shù)存在的不足處和局限性,比如,解調(diào)精度易受到環(huán)境干擾、干涉信號(hào)幅度、調(diào)制深度的影響,基頻混頻方法只... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

地震海嘯預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

外界信息的感知是指外界一些物理量（如壓力、振動(dòng)、位移、溫度、電壓）的變化會(huì)引起光纖中傳輸?shù)墓獠ㄌ卣鲄?shù)（如光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度、頻率偏振態(tài)等）發(fā)生改變，通過(guò)調(diào)制傳輸光波，對(duì)光波特征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢“感知”外界物理量的變化[29]。信號(hào)傳輸是指被調(diào)制的光波傳輸?shù)焦庠M(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，把外界信息從調(diào)制光波中提取出來(lái)并進(jìn)行信號(hào)的處理纖傳感器可以按照功能、光波特征參數(shù)、被測(cè)物理量等多種角度來(lái)劃分1）按照功能劃分，分為功能型光纖傳感器（圖 1.3）與非功能型光纖傳 1.4）兩大類(lèi)[30]。一類(lèi)是功能型光纖傳感器又稱(chēng)為全光纖型或傳感型光，其調(diào)制區(qū)處于光纖中，其中傳輸?shù)墓獠ㄌ卣鲄?shù)，例如相位、波長(zhǎng)能銳地感知到對(duì)于外界物理量的變化，如振動(dòng)、溫度等，從而通過(guò)改變光數(shù)來(lái)調(diào)制光波，同時(shí)具備信號(hào)傳輸和感知外界信息的功能。另一類(lèi)是非纖傳感器又稱(chēng)為傳光型光纖傳感器，其調(diào)制區(qū)處于光纖外，光纖只能起輸?shù)淖饔�，需要外調(diào)制裝置才能調(diào)制光波。

（1）按照功能劃分，分為功能型光纖傳感器（圖 1.3）與非功能型光纖傳感器（圖 1.4）兩大類(lèi)[30]。一類(lèi)是功能型光纖傳感器又稱(chēng)為全光纖型或傳感型光纖傳感器，其調(diào)制區(qū)處于光纖中，其中傳輸?shù)墓獠ㄌ卣鲄?shù)，例如相位、波長(zhǎng)能夠非常敏銳地感知到對(duì)于外界物理量的變化，如振動(dòng)、溫度等，從而通過(guò)改變光波特征參數(shù)來(lái)調(diào)制光波，同時(shí)具備信號(hào)傳輸和感知外界信息的功能。另一類(lèi)是非功能型光纖傳感器又稱(chēng)為傳光型光纖傳感器，其調(diào)制區(qū)處于光纖外，光纖只能起到信號(hào)傳輸?shù)淖饔�，需要外調(diào)制裝置才能調(diào)制光波。 圖 1.3 功能型光纖傳感器

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]相位生成載波解調(diào)方法的研究[J]. 孫韋,于淼,常天英,陳建冬,崔洪亮,龐鑠.  光子學(xué)報(bào). 2018(08)
[2]分布式反饋激光器調(diào)制特性研究[J]. 王海旭,陳建冬,常天英,郎金鵬,曾祥豹,高文智,孫韋,崔洪亮.  激光技術(shù). 2017(06)
[3]高精度光纖光柵地震計(jì)[J]. 張文濤,黃穩(wěn)柱,羅英波,李麗,劉文義,李芳.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]基于壓電陶瓷相位調(diào)制器的外調(diào)制相位生成載波法研究[J]. 鞏玲仙,邵貴成,田竹梅,王春燦,付建梅,王愛(ài)珍.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]Transient emission wavelength estimation for DFB laser with temperature tuning[J]. 李金義,喬琛智,宋麗梅,郭慶華.  Optoelectronics Letters. 2017(02)
[6]光纖布拉格光柵傳感器交叉敏感問(wèn)題的研究進(jìn)展[J]. 孫詩(shī)晴,初鳳紅,盧家焱.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(04)
[7]基于同步載波復(fù)原的干涉相位生成載波解調(diào)算法[J]. 李樹(shù)旺,邵士勇,梅海平,郝其龍,饒瑞中.  中國(guó)激光. 2016(12)
[8]基于保偏光子晶體光纖Sagnac干涉儀的溫度不敏感壓力傳感技術(shù)[J]. 楊遠(yuǎn)洪,劉碩,陸林,靳偉.  紅外與激光工程. 2016(08)
[9]改進(jìn)式相位生成載波調(diào)制解調(diào)方法[J]. 郎金鵬,常天英,陳建冬,劉野,崔洪亮,于淼.  光子學(xué)報(bào). 2016(12)
[10]海底地震觀測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J]. 黎珠博,潘飛儒.  華北地震科學(xué). 2015(03)

博士論文
[1]基于光纖干涉法的海底地震檢波器的研制[D]. 陳建冬.吉林大學(xué) 2018
[2]基于時(shí)延估計(jì)的干涉型光纖傳感定位系統(tǒng)研究[D]. 吳媛.復(fù)旦大學(xué) 2014
[3]光纖振動(dòng)傳感技術(shù)在周界安防領(lǐng)域的應(yīng)用方法研究[D]. 唐璜.復(fù)旦大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于光纖振動(dòng)傳感技術(shù)的相位解調(diào)方法研究及硬件實(shí)現(xiàn)[D]. 高文智.吉林大學(xué) 2018
[2]分布式光纖地震波傳感系統(tǒng)及勘探應(yīng)用研究[D]. 方欣棟.電子科技大學(xué) 2018
[3]一種采用3×3光纖耦合器的相位解調(diào)和雙波長(zhǎng)相位解卷繞方法研究[D]. 張冰.北京郵電大學(xué) 2018
[4]用于海底地震監(jiān)測(cè)的光纖干涉型傳感器解調(diào)方法研究[D]. 郎金鵬.吉林大學(xué) 2017
[5]光纖Sagnac傳感系統(tǒng)及其在沖擊監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用[D]. 常晨.南京航空航天大學(xué) 2017
[6]基于光纖干涉法的高精度水位檢測(cè)系統(tǒng)軟件解調(diào)的研究[D]. 劉野.吉林大學(xué) 2016
[7]基于PGC解調(diào)算法消除光強(qiáng)擾動(dòng)的光纖傳感器研究[D]. 張帥.天津理工大學(xué) 2016
[8]基于瑞利散射的分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)研究[D]. 蔣鵬.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[9]基于海嘯浮標(biāo)的海嘯數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)研究[D]. 王君成.國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)研究中心 2012
[10]基于多模干涉和F-P干涉的光纖傳感器實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳松.天津理工大學(xué) 2012



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