匹配型迈克尔逊干涉结构中PZT相位调制对PGC解调算法的影响

发布时间：2021-11-11 07:33

　　通过对相位生成载波（PGC）解调算法的仿真以及参考大量相关文献,可以发现调制度C对PGC解调结果有着极其重要的影响。而调制度C的大小由压电陶瓷PZT（Piezoelectric Transducter）对光路实际产生的相位调制决定,因此,对PZT光相位调制器相位调制常数的校准以及实际产生的相位调制计算很重要。其中对于光相位调制器相位调制常数的校准,可以根据PZT的特性,对PZT施加固定频率的三角波电压,观察干涉信号的变化。通过分析匹配型迈克尔逊干涉仪的PZT调制方式,给出计算调制度C的公式,并分析了调制方式对载波调制度大小和相位的影响,得出PZT对光路信号调制两次,与PZT的调制度两次叠加基本相等,但是会对载波基频增加一个固定的相位延迟,对调制解调算算法有影响,需计算其具体大小,在运算时消掉其影响。 

【文章来源】：激光杂志. 2020,41(03)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

系统方案图

首先对PZT调制方式分析，图1光路可知，本文的干涉仪结构是基于匹配型迈克尔逊干涉仪，PZT调制方式如图2所示:PZT具有无向性，当其作用在基于迈克尔逊干涉仪结构中的一臂上时，由于臂末端存在法拉第旋转镜，PZT调制了两次。PZT所需的驱动电压是正弦信号电压，所以产生的调制度并不是简单的叠加，需要考虑光前后两次经过PZT的时间差，其具体计算公式如下:

由文献可知，PZT的光相位调制常数与压电陶瓷管径的压电应变系数、光纤缠绕长度和方式、调制频率等有关[16-17]。光相位调制度大小本质是光程差，而光程差的改变与在驱动信号作用下缠绕在弹性筒上的光纤伸缩有关，即PZT的光纤膨胀系数，而光纤膨胀系数主要受频率的影响，理想情况下:当驱动电压频率不变时，光相位调制常数固定，即PZT的光相位调制度与驱动电压成正比。而当电压固定时，光相位调制常数在谐振频率处取得最大值。由图3，当驱动频率不变时，PZT的光相位调制度与驱动电压成正比。所以当对PZT施加均匀变化的电压，可以根据干涉条纹的变化得到PZT得相位调制常数。选取半个周期的三角波电压，观察干涉信号相位的变化，光强每变化一个周期则表示相位差变化了2π，通过统计光强变化周期个数即可实现相位变化的测量。


本文编号：3488453