基于光电振荡器的传感技术研究

发布时间：2022-10-19 12:28

　　随着微波光子技术的发展,基于微波光子技术的传感器也吸引了越来越多研究人员的关注,微波光子传感器属于微波光子技术和光纤传感技术的交叉产物,它拥有微波光子技术速度快、灵敏度高等优势,也继承了光纤传感器抗电磁干扰、损耗低、带宽大、能复用的特点。微波光子辅助的传感技术对光纤传感技术的发展起到非常积极的作用,人们对微波光子传感技术的研究也开始逐渐与各行各业中的实际应用需求结合起来。本文主要研究的是基于光电振荡器（OEO）的光纤传感技术。它是以光电振荡技术为基础,采用相位调制器和相移光纤布拉格光栅（PSFBG）构成微波光子滤波器为传感元件以实现温度压力等参数的高精度测量。文章对光纤传感技术的基本原理、光电振荡器的基本原理、光纤布拉格光栅的基本特性、相移光纤布拉格光栅的基本结构进行了理论分析。完成了以下两方面的实验工作:对单环和双环光电振荡器进行了实验研究。对产生的微波信号进行比较,分析了两种结构产生微波信号的优缺点;采用单环路光电振荡和双环光电振荡两种结构实现对温度的传感测量,通过比较,最终选择采用双环路结构更具有优势。以现有的实验条件,实验能够达到的传感灵敏度和分辨率分别为1.21GHz/℃和0... 

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 微波光子技术
        1.1.1 微波光子学概念
        1.1.2 光电振荡技术
    1.2 光纤传感技术
        1.2.1 背景
        1.2.2 研究进展
        1.2.3 发展应用
        1.2.4 存在问题
    1.3 基于微波光子辅助的光纤传感技术
    1.4 本文的结构概述
2 光纤布拉格光栅传感技术的理论分析
    2.1 光纤光栅传感原理
    2.2 耦合模理论
        2.2.1 折射率调制
        2.2.2 耦合模理论
    2.3 光纤光栅传感模型
        2.3.1 温度传感模型
        2.3.2 应力传感模型
    2.4 本章小结
3 基于光电振荡器的光纤传感理论分析
    3.1 光电振荡器的基本原理
    3.2 光电振荡器的阈值条件
    3.3 光电振荡器的信号频率与幅度
    3.4 光电振荡器的模式选择
    3.5 基于光电振荡器的传感实验工作原理
    3.6 实验主要光器件的理论分析
        3.6.1 半导体激光器
        3.6.2 相位调制器
        3.6.3 光电探测器
        3.6.4 相移光纤光栅
    3.7 本章小结
4 基于光电振荡器的光纤传感技术的实验研究
    4.1 光电振荡器的实验研究
        4.1.1 单环OEO结构的实验研究
        4.1.2 偏振复用的双环OEO结构的实验研究
    4.2 基于光电振荡器的光纤传感实验研究
        4.2.1 相移光纤光栅随温度变化
        4.2.2 基于单环OEO结构的传感实验
        4.2.3 基于偏振复用的双环OEO结构的传感实验
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3693364