正交雙頻光纖激光傳感器的高精度解調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、光纖激光器有很多優(yōu)點，在光纖傳感領(lǐng)域用途廣泛。本文針對分布式布拉格反射(DBR)光纖激光器的正交雙頻光纖激光傳感器，提出并設(shè)計了高精度的軟件數(shù)字鎖相環(huán)解調(diào)系統(tǒng)。該軟件數(shù)字鎖相環(huán)解調(diào)系統(tǒng)用于正交雙頻光纖激光傳感器的加速度測量，實現(xiàn)了高精密的加速度物理量的解調(diào)，系統(tǒng)具有高靈敏度、高分辨率和高穩(wěn)定性等特點，具有較好的應(yīng)用前景。
　　本論文主要內(nèi)容如下：
　　(1)制作分布式布拉格反射(DBR)光纖激光器，使用的關(guān)鍵技術(shù)為紫外曝光刻

2、寫技術(shù)。具體步驟包括：通過優(yōu)化控制193nm的紫外線激光源的曝光強度、掃描時間和掃描速度等參數(shù)，利用輸出波長為193nm的ArF準(zhǔn)分子激光器結(jié)合相位模板在摻鉺光纖(EDF)內(nèi)寫入一對波長匹配的具有高反射率的光纖光柵對，其中光纖光柵對構(gòu)成激光器的腔鏡，EDF起到增益介質(zhì)的作用。理想情況下，如果光纖纖芯是完美的幾何圓對稱，DBR光纖激光器中正交的兩個模式的傳播常數(shù)完全相等，所以此時的DBR光纖激光器只有一個簡并的模式，工作在單偏振激光模式下

3、。但是，實際的光纖纖芯并非完美的幾何圓對稱，從而引入一定的雙折射并支持兩個正交的偏振模式。所以實際上DBR光纖激光器是工作在正交偏振的雙頻模式下。
　　(2)設(shè)計并在MATLAB上編寫軟件數(shù)字鎖相環(huán)解調(diào)系統(tǒng)。闡述了數(shù)字鎖相環(huán)中各個功能組成模塊的工作原理及其實現(xiàn)的數(shù)學(xué)算法，主要的組成模塊包括數(shù)字鑒相器模塊、數(shù)字環(huán)路濾波器模塊和數(shù)字控制振蕩器模塊，同時研究了能優(yōu)化各組成模塊性能的數(shù)學(xué)算法，并在MATLAB中仿真實現(xiàn)各個模塊。基于上述研

4、究得到的鎖相環(huán)模型，研究模擬鎖相環(huán)與數(shù)字鎖相環(huán)之間的相位傳遞函數(shù)的映射關(guān)系，從而得到軟件數(shù)字鎖相環(huán)的數(shù)學(xué)算法，并在MATLAB中編碼實現(xiàn)該數(shù)學(xué)算法來仿真軟件數(shù)字鎖相環(huán)。
　　(3)實現(xiàn)正交雙頻光纖激光加速度傳感器的高精度軟件數(shù)字鎖相環(huán)解調(diào)系統(tǒng)?；贒BR光纖激光器設(shè)計了正交雙頻光纖激光加速度傳感器并用于加速度的實驗測量?；谏鲜龅能浖?shù)字鎖相環(huán)，設(shè)計高精度的調(diào)頻信號解調(diào)系統(tǒng)，并應(yīng)用于正交雙頻光纖激光加速度傳感器中加速度信號的解調(diào)。