【摘 要】
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光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）传感在交通运输、能源安全、结构工程等领域有着重要的应用。基于扫频光源的FBG传感解调系统因具有高信噪比、高解调速率等优势被广泛研究。本文研究一种基于循环移频环路的扫频光源,并研究基于此扫频光源的FBG传感解调方法。基于循环移频环路的扫频光源扫频速率快、线性度高、扫频步长精确可控,能有效提高FBG传感解调系统的解调速率、解调线性度和解调
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光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）传感在交通运输、能源安全、结构工程等领域有着重要的应用。基于扫频光源的FBG传感解调系统因具有高信噪比、高解调速率等优势被广泛研究。本文研究一种基于循环移频环路的扫频光源,并研究基于此扫频光源的FBG传感解调方法。基于循环移频环路的扫频光源扫频速率快、线性度高、扫频步长精确可控,能有效提高FBG传感解调系统的解调速率、解调线性度和解调精度。本文的具体工作内容如下:1.理论研究基于循环移频环路的扫频光源,分析射频信号控制下实现光信号高线性度、高精度扫频的原理;理论研究基于扫频光源的FBG传感解调原理,分析扫频光源参数与传感解调结果的关系。2.实验研究基于循环移频环路的扫频光源输出特性,通过改变射频信号频率,实现光谱平坦度优于±1.5d B时不同扫频范围的扫频输出,扫频线性度为0.99995,扫频步长从10MHz至20GHz可调。实验研究扫频光源参数与FBG传感解调结果的关系,实现温度和静态应力解调线性度分别为0.99718和0.99946,动态应力解调灵敏度为0.012με/Hz1/2。3.理论和实验研究基于循环移频环路的多波长扫频光源,利用多波长种子光并行扫频技术实现相同扫频步长和扫频速率下,扫频范围的扩展。实验实现扫频步长分别为10GHz和5GHz时三波长并行扫频输出,扫频线性度为0.99991,扫频范围为2nm,扫频速率最大可达537kHz。基于多波长扫频光源并利用多个FBG实现对温度和动态应力的同步传感解调。
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