光纤法珀振动传感器时分三波长解调技术

针对非本征型光纤法布里珀罗干涉(简称EFPI)传感器的动态解调,提出一种基于可调谐激光器的时分三波长解调方案。基于可调谐激光器波长切换速度快、调谐范围宽的优点,采用波长切换的方式来代替传统的3台激光器,简化了解调系统。实验结果表明,解调方案的最大非线性误差为2.3%,解调速度为78 kHz。该解调技术具有系统简单紧凑、成本低、速度快等优点,在动态信号测量领域具有一定应用价值。

一种改进的三波长EFPI小信号解调方法

针对非本征法布里-珀罗干涉型(EFPI)传感器采用对称三波长解调法检测小信号时可能存在的波形变差问题,提出一种针对小信号的改进的对称三波长解调方法。利用三角函数的小信号近似,得到简化的公式计算求出三路信号的相位差,解决EFPI干涉信号的衰落问题。仿真与实验结果表明,该方法在针对小信号解调方面比现有三波长法具有更高的算法稳定性与更小的误差,同时在低信噪比的场景下对波形具有更好的恢复效果。实验上分别用本文方法和现有方法对相同声波信号进行解调,本文方法解调的信噪比较现有方法高12 dB以上。

多腔型光纤法布里-珀罗传感器三波长动态解调技术

针对在多腔型法布里-珀罗传感器中难以提取动态信号的问题,提出了一种用于多腔型法布里-珀罗传感器的三波长解调技术。该解调技术使用放大自发辐射光源和三个固定中心波长的宽带光纤滤波器,使干涉现象仅发生在多腔型光纤法布里-珀罗传感器的短腔中,以此提取较短腔的三个干涉信号。建立了校正算法和反正切算法来提取振动信号。实验结果表明,该解调技术成功提取了频率为1 kHz、峰峰值幅度为2.6μm的振动信号。解调速度为500 kHz,解调分辨率为0.25 nm。该解调技术具有系统紧凑、成本低、速度快、鲁棒性高等优点,在多腔型法布里-珀罗传感器方面有巨大的潜力。

三波长数字相位解调法解调误差及影响因素

介绍了光纤法布里-珀罗(F-P)传感器的传统解调方法,系统地推导了针对非本征法布里-珀罗干涉型(EFPI)传感器解调的三波长数字相位解调法的解调原理,仿真和实验分析了三波长数字相位解调法的解调误差。仿真分析结果表明,相位偏离正交关系是限制解调的最主要因素,要保证解调误差在15 nm以内,腔长变化应小于在正交腔长处2μm的范围。采用3个独立的激光光源进行实验,实验结果表明,在正交腔长附近1μm范围内变化,解调腔长误差小于12 nm,重复性误差小于10 nm,解调具有良好的稳定性。