鈮酸鋰波導電光調(diào)制器偏壓控制及在BOTDA系統(tǒng)中的應用.pdf

1、分布式光纖傳感具有重量輕、體積小、耐腐蝕、電絕緣性好、抗電磁干擾能力強和非入侵性等特點，并且能夠同時對幾十萬個待測點進行測量，由于這一優(yōu)勢，分布式光纖傳感在國防軍事、能源探測、結構健康檢測及工程預警等領域有著廣泛的應用前景。采用電光晶體進行光信號調(diào)制是分布式光纖傳感的核心技術，其調(diào)制效果直接影響傳感系統(tǒng)的性能，包括測量距離、空間分辨率及精度。然而由于系統(tǒng)中電光調(diào)制器易受外界環(huán)境因素影響，發(fā)生工作點漂移，從而影響整個光纖傳感系統(tǒng)的性能。<

2、br>　　為了解決調(diào)制器工作不穩(wěn)定問題，本文提出一種基于步進和專家PID控制的算法。理論研究調(diào)制器的工作原理，搭建偏壓控制系統(tǒng)并對該系統(tǒng)在差分脈沖對布里淵光時域分析（DPP-BOTDA）系統(tǒng)中的應用進行了詳細的研究，具體內(nèi)容如下：
　　1、理論研究電光調(diào)制器的特性，并進行仿真實驗。分析調(diào)制器工作點漂移的原因和工作點漂移后對調(diào)制信號的影響。分別對BOTDA系統(tǒng)中脈沖調(diào)制和微波調(diào)制進行了理論分析和仿真研究。
　　2、設計自動偏壓

3、系統(tǒng)，對該系統(tǒng)進行實驗驗證。整個系統(tǒng)包含硬件模塊和軟件控制，硬件模塊包括信號采集模塊、信號處理模塊、偏置電壓輸出模塊和供電模塊；軟件部分包括硬件控制和數(shù)據(jù)算法處理。使用偏壓控制系統(tǒng)對調(diào)制器進行控制，研究本系統(tǒng)對調(diào)制器工作點的鎖定效果，包括鎖定需要的時間、鎖定的精度和鎖定的穩(wěn)定性。
　　3、將所設計的偏壓控制系統(tǒng)應用于DPP-BOTDA系統(tǒng)。使用BOTDA系統(tǒng)對懸臂梁的變形進行測試，對采集的數(shù)據(jù)進行處理，分析獲得的布里淵增益譜三維圖