單模VCSEL自混合傳感在地震檢波中的應(yīng)用研究.pdf

1、能源是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展必不可少的戰(zhàn)略物資,其充足的供給是一國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的關(guān)鍵,也關(guān)系著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的安全。鑒于易獲得的資源已被發(fā)現(xiàn)和開采,為滿足當(dāng)今經(jīng)濟(jì)、科技和社會(huì)的高速發(fā)展,如何提高勘探、開采的技術(shù),是能源戰(zhàn)略的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。激光自混合測(cè)振技術(shù)具有精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、測(cè)量范圍大、抗電磁干擾、非接觸性測(cè)量及對(duì)橫向振動(dòng)干擾不敏感等優(yōu)點(diǎn),是勘探信息獲取技術(shù)的前沿領(lǐng)域之一,尤其是以單模VCSEL激光自混合效應(yīng)為基礎(chǔ)的微振動(dòng)信息測(cè)量技術(shù)受到

2、了越來越廣泛的重視。本課題是在天津市高等學(xué)?？萍及l(fā)展基金和天津大學(xué)精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目“單模VCSEL自混合傳感在地震檢波中的應(yīng)用研究”,主要完成了以下工作:
　　 1.對(duì)地震勘探及激光自混合基本理論作了簡(jiǎn)要的介紹,并提出了課題研究的目的和創(chuàng)新點(diǎn),對(duì)后續(xù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)起了指導(dǎo)作用。
　　 2.對(duì)地震波檢測(cè)和自混合理論在測(cè)振領(lǐng)域的應(yīng)用理論作了詳細(xì)的描述,并構(gòu)建了激光自混合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為后面的硬件搭

3、建和信號(hào)處理作了鋪墊。
　　 3.硬件電路的設(shè)計(jì),搭建了單模VCSEL的Emitter調(diào)制電路、濾波放大電路、提供激勵(lì)的信號(hào)發(fā)生器電路及上述電路所需要的電源電路,并提出了抗干擾措施。
　　 4.利用相關(guān)函數(shù)估計(jì)和短時(shí)傅立葉變換辨識(shí)有用的多普勒自混合信號(hào),就信號(hào)處理過程可能出現(xiàn)的問題,利用比值校正法進(jìn)行頻譜校正,利用小波變化去除奇異點(diǎn),而后作了振動(dòng)位移大小測(cè)定和利用對(duì)單模VCSEL進(jìn)行了大頻偏的三角波電流調(diào)制進(jìn)行方向判斷的