本文關鍵詞：高精度雙頻光纖激光加速度計研究

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【摘要】：加速度計在地質(zhì)勘探,慣性導航,大型建筑安全監(jiān)測等領域均有廣泛應用。尤其是在資源勘探,導航系統(tǒng),地震監(jiān)測領域,高精度加速度計更是不可或缺的工具。這些應用領域普遍需要體積小巧,安裝便捷,可以在惡劣環(huán)境下工作的加速度計。結構簡單的電學地震儀,已經(jīng)發(fā)展到最小可探測加速度ng量級,但不可避免會帶來電磁噪聲干擾,且電學加速度計缺乏復用能力。光學加速度計中,基于光纖布拉格光柵的加速度計性能穩(wěn)定但受限于低信噪比及分辨率,且不易解調(diào)。按照工作原理,可以將光纖激光器加速度計分為波長調(diào)制和拍頻調(diào)制兩種類型�；陔p頻光纖激光器的加速度計,屬于拍頻調(diào)制,將振動信號轉(zhuǎn)為射頻域的拍頻信號輸出,不僅大幅降低解調(diào)成本,且具有波長復用能力,并可級聯(lián)為陣列組網(wǎng)。本文基于彈簧振子模型的換能器結構,采用雙頻光纖激光器作為傳感基元,將加速度信號有效轉(zhuǎn)化拍頻信號輸出,設計實現(xiàn)了高精度雙頻光纖激光加速度計。本論文主要內(nèi)容如下:(1)闡述傳感基元的制備及原理。對正交偏振雙頻光纖激光器的制作方法進行了研究與優(yōu)化。討論了雙頻光纖激光器的傳感原理,具體分析外界應力對其影響。(2)根據(jù)理論設計加速度計結構。分析雙頻光纖激光器的傳感機理,設計彈簧振子模型的換能器。從靈敏度與噪聲角度出發(fā),理論分析雙頻光纖激光器諧振腔長不同,對于系統(tǒng)探測能力的影響。(3)分析討論雙頻光纖激光加速度計探測能力。采用諧振腔長5 mm的雙頻光纖激光器,實驗獲得工作帶寬超過1 kHz,在1 kHz處分辨率達175 ng/Hz~(1/2)的高精度加速度計。采用腔長為2 mm的雙頻光纖激光器,成功獲得工作帶寬約600 Hz,在200 Hz處探測精度為107 ng/Hz~(1/2)的高精度雙頻光纖激光加速度計。將加載在激光器諧振腔上的壓力統(tǒng)一化后,實驗數(shù)據(jù)驗證了腔長更短的雙頻光纖激光器探測能力更強。
【關鍵詞】：雙頻光纖激光器 高精度加速度計 光學加速度計
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH824.4;TN248
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-19
• 1.1 課題背景7-8
• 1.2 光纖加速度計分類8-15
• 1.3 光纖光柵激光型加速度傳感器研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 論文主要工作及章節(jié)安排17-19
• 2 傳感基元制備與原理19-26
• 2.1 雙頻光纖激光器制備19-21
• 2.2 雙頻光纖激光器傳感原理21-25
• 2.3 本章小結25-26
• 3 高精度雙頻光纖激光加速度計設計與實現(xiàn)26-41
• 3.1 雙頻光纖激光加速度計理論與設計26-34
• 3.2 高精度雙頻光纖激光加速度計結果與討論34-40
• 3.3 本章小結40-41
• 4 總結與展望41-43
• 參考文獻43-47
• 研究生期間參與發(fā)表學術論文情況47-48
• 致謝48

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本文編號：749787