【摘要】：對于當今社會的眾多工程領域來說,對溫度進行監(jiān)測至關重要。而許多工程領域需要在如強電磁輻射、強腐蝕性、高溫、潮濕等極端惡劣的環(huán)境下作業(yè)。在這樣的環(huán)境下,傳統(tǒng)電學式溫度傳感器難以保證長期有效地進行工作,其應用受到了限制。光纖溫度傳感器是以光纖作為信號的傳輸介質(zhì),而光纖的主要成分為二氧化硅,該成分具有良好的化學特性與物理特性,如抗電磁干擾,耐腐蝕,耐高溫等;且其輕巧靈活的機械特性使其可埋入到各類工程結(jié)構(gòu)與復合材料中。為此,世界各國研究人員對光纖溫度傳感器投入了大量研究,并取得了許多重要的研究成果。在眾多的光纖溫度傳感器中,發(fā)展迅速,應用廣泛的當屬基于光纖光柵的點式或準分布式光纖溫度傳感器,以及基于光散射效應的分布式光纖溫度傳感器。兩種傳感器均可實現(xiàn)高分辨率,高測量精度,高靈敏度等優(yōu)良的傳感性能。但其信號處理過程十分復雜,使得傳感系統(tǒng)成本普遍偏高。而基于激光拍頻技術(shù)下的光纖溫度傳感器,其只需對傳感信號的頻率進行解調(diào),信號處理過程簡單,系統(tǒng)成本低廉�；诓祭餃Y散射的多波長光纖激光器輸出的多波長激光,具有穩(wěn)定的布里淵頻移間隔,因此利用其結(jié)合激光拍頻技術(shù)可獲得穩(wěn)定的激光拍頻信號,可準確地反映環(huán)境溫度信息。并且利用高階散射光產(chǎn)生的拍頻信號具有較高的溫度傳感靈敏度。因此對基于布里淵散射的多波長光纖激光器結(jié)合激光拍頻技術(shù)下的光纖溫度傳感器的研究具有一定意義。本文研究內(nèi)容主要為設計了一個結(jié)構(gòu)簡單的具有雙倍布里淵頻移間隔的多波長光纖激光器,并結(jié)合激光拍頻技術(shù)進行了溫度傳感實驗研究。取得的實驗成果如下:一、該實驗方案在同類方案中結(jié)構(gòu)更為簡單;傳感信號的數(shù)量更多,可利用9組拍頻微波信號進行溫度傳感實驗;溫度傳感靈敏度更高,利用第18階斯托克斯光對產(chǎn)生的激光拍頻信號的溫度傳感靈敏度為19.93MHz/°C,溫度測量誤差為±0.125°C。二、首次提出并驗證了在保留拍頻微波信號傳感靈敏度的前提下,將傳感信號向高頻區(qū)域搬移以避開零頻位置附近的噪聲干擾的實驗方案。通過在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中采用兩種增益光纖,利用其各自輸出的二階布里淵斯托克斯光得到了一個頻率為1.625GHz的拍頻微波信號,在此頻率的基礎上利用該信號進行溫度傳感,實現(xiàn)了將傳感拍頻微波信號向高頻位置的搬移,提高了信號的信噪比,更利于其終端解調(diào)。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O437.2;TP212.11
【圖文】：

圖 3.3 多波長激光光譜穩(wěn)定性測試圖圖為在 25 分鐘內(nèi)，利用光譜分析儀每隔 5 分鐘記錄一次多波長光纖多波長光譜，共記錄 6 次�？梢钥闯觯诿總�時間節(jié)點上的多波長光為一致，各階斯托克斯光無明顯的功率抖動與波長漂移。在所記錄的圖中，分別對比了 2~10 階的 5 個波長處的各階斯托克斯光在不同觀功率處的功率抖動與波長漂移情況，對數(shù)據(jù)統(tǒng)計的結(jié)果如下圖所示。-14-12-10-8-6-4ower(dPB)m2nd4th6th8th10th

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本文編號：2766348