本文關(guān)鍵詞：BOTDR系統(tǒng)高消光比脈沖光源的研究

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【摘要】：基于布里淵光時域反射技術(shù)(BOTDR)的分布式光纖傳感系統(tǒng)因可同時傳感溫度與應(yīng)變兩個變量而具有廣闊的應(yīng)用前景,但目前仍存在著空間分辨率不高、系統(tǒng)不穩(wěn)定等缺陷,而脈沖光源是形成這一問題的重要因素。因此,本文在深入研究BOTDR系統(tǒng)脈沖光源工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計并實現(xiàn)了一種高消光比脈沖光源系統(tǒng),最后對脈沖光源的性能進(jìn)行了測試實驗,具體內(nèi)容如下:(1)分析了BOTDR系統(tǒng)脈沖光源的基本原理及設(shè)計指標(biāo),確定了高消光比脈沖光源的總體設(shè)計方案與組成。(2)設(shè)計了以STC12單片機為微控制器,集恒流驅(qū)動模塊與溫度反饋調(diào)節(jié)模塊于一體的激光器驅(qū)動系統(tǒng),實現(xiàn)連續(xù)光源的穩(wěn)定輸出。解決了驅(qū)動電源與工作溫度的微小波動易造成連續(xù)光源輸出光功率及波長波動的問題。(3)設(shè)計了偏置電壓自動鎖定電路,結(jié)合步進(jìn)跟蹤算法,實現(xiàn)了對電光調(diào)制器驅(qū)動電壓的自動鎖定。解決了電光調(diào)制器工作點電壓易隨溫度等環(huán)境因素的變化發(fā)生漂移而導(dǎo)致脈沖光消光比下降的問題。(4)最后對脈沖光源的穩(wěn)定性進(jìn)行了對比測試實驗,未加載偏置電壓自動鎖定模塊時,150min的時間里脈沖光消光比下降了19.3d B,加載偏置電壓自動鎖定模塊時,150min的時間里脈沖光消光比可穩(wěn)定在51d B~53dB,可見本文實現(xiàn)了具有高消光比、高穩(wěn)定性的脈沖光源研制。
【關(guān)鍵詞】：脈沖光源 光時域反射技術(shù) 消光比 光纖傳感
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• abstract7-12
• 1 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景、目的和意義12-13
• 1.2 脈沖光源的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 連續(xù)光源研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 脈沖光調(diào)制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和安排16-17
• 2 高消光比脈沖光源的方案設(shè)計17-22
• 2.1 設(shè)計指標(biāo)分析17-18
• 2.2 BOTDR系統(tǒng)脈沖光源的基本原理18-20
• 2.3 高消光比脈沖光源的總體方案及組成20-21
• 2.3.1 基于半導(dǎo)體激光器的連續(xù)光源子系統(tǒng)20-21
• 2.3.2 脈沖光源調(diào)制子系統(tǒng)21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 基于DFB半導(dǎo)體激光器的連續(xù)光源系統(tǒng)22-34
• 3.1 半導(dǎo)體激光器選型22
• 3.2 連續(xù)光源模塊的硬件系統(tǒng)22-31
• 3.2.1 恒流驅(qū)動模塊設(shè)計24-28
• 3.2.2 工作溫度調(diào)節(jié)模塊28-31
• 3.2.3 連續(xù)光源系統(tǒng)實物圖31
• 3.3 連續(xù)光源驅(qū)動系統(tǒng)的軟件設(shè)計31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-34
• 4 基于電光調(diào)制器的脈沖光源調(diào)制系統(tǒng)34-47
• 4.1 電光調(diào)制器選型34
• 4.2 脈沖光源調(diào)制系統(tǒng)的硬件電路34-43
• 4.2.1 電脈沖調(diào)制信號模塊36-38
• 4.2.2 偏置電壓自動鎖定模塊38-43
• 4.2.3 脈沖光調(diào)制模塊實物圖43
• 4.3 脈沖光源調(diào)制系統(tǒng)軟件及算法43-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 5 高消光比脈沖光源性能測試及分析47-57
• 5.1 連續(xù)光源的穩(wěn)定性測試及分析47-53
• 5.1.1 恒流驅(qū)動模塊測試47-50
• 5.1.2 恒溫模塊測試50-51
• 5.1.3 連續(xù)光穩(wěn)定性測試51-53
• 5.2 脈沖光源性能測試及分析53-55
• 5.2.1 偏置電壓自動鎖定模塊性能測試53-54
• 5.2.2 脈沖光源穩(wěn)定性測試54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-57
• 6 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 本文總結(jié)57
• 6.2 本文創(chuàng)新點57-58
• 6.3 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄A 電光調(diào)制器實驗數(shù)據(jù)62-63
• 作者簡介63

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本文編號：622236