基于相位调制与解调的电场传感器研究

发布时间：2022-11-05 14:09

　　电场强度是描述电磁现象的基本物理参数,电场的测量在各个电磁研究领域都是不可或缺的需要,尤其是随着高压工程、电磁脉冲技术和高能物理的不断发展,高频、高频瞬态和微弱电场的测量变得越来越重要。相对于电学测量的方法,基于光学方法实现电场的传感测量具有设备体积小、重量轻、响应频带宽、不受电磁干扰等优点,因此广受重视,并有成熟的基于集成光学调制器实现电场传感的方案。但传统的集成光学电场传感器通常基于马赫曾德尔干涉仪结构,该结构的调制与解调都在电场环境中实现,因此存在由于外界因素的干扰导致解调时工作点漂移的问题,研究人员虽然提出了很多针对工作点漂移的解决方案,包括实时检测器件输出功率、温度等,然后给予直流偏置电压补偿,以及采用可调谐光源结合非对称马赫曾德尔干涉仪结构。但引入直流偏置的方法会引入人为的电场干扰因素,而采用非对称马赫曾德尔干涉仪结构会增加系统的复杂性与成本。鉴于此,本文为针对消除马赫曾德尔干涉仪电场传感器工作点漂移的问题,引入能够在电场环境内感应电场信息实现相位调制的电场传感头,并采用光纤非对称马赫曾德尔干涉仪进行相位解调,这一方案将调制与解调分离,电场环境内仅实现相位调制,而将解调部分... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 铌酸锂电场传感器的研究现状
    1.3 本文的研究目标与主要内容
第二章 电场传感器工作原理
    2.1 系统结构图
    2.2 电场传感头的工作原理
    2.3 相位调制信号特性分析
        2.3.1 基于光纤色散实现解调方法
        2.3.2 基于光滤波器实现解调方法
    2.4 非对称MZI滤波器基本原理
    2.5 基于相位调制与解调的电场传感器原理
    2.6 本章总结
第三章 电场传感器理论仿真
    3.1 最佳滤波器的理论仿真
        3.1.1 最佳滤波器的研究思路
        3.1.2 滤波器仿真分析
    3.2 电场传感器方案的仿真
    3.3 本章小结
第四章 实验与数据分析
    4.1 实验装置
    4.2 实验结果与分析
    4.3 传感器不同参数对传感结果的影响
        4.3.1 光功率的影响
        4.3.2 臂长差的影响
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]铌酸锂波导电光重叠积分因子的波长依赖特性分析[J]. 李金洋,逯丹凤,祁志美.  物理学报. 2014(07)
[2]相位调制到强度调制转换技术的研究动态[J]. 魏朝林,胡姝玲,王鑫龙,邵洪峰.  激光与光电子学进展. 2013(11)
[3]集成光学电场传感器工作点分析研究[J]. 孙豹,陈福深.  半导体光电. 2009(05)
[4]铌酸锂波导调制器的相位漂移机理[J]. 何风平,李刚毅.  半导体光电. 2007(02)

博士论文
[1]集成光波导三维脉冲电场传感系统研究[D]. 张家洪.电子科技大学 2016
[2]基于电光相位调制器的微波信号产生与处理[D]. 陈斌.浙江大学 2009

硕士论文
[1]基于相位调制的微波光子链路的研究[D]. 张明趁.南京邮电大学 2017
[2]集成光波导脉冲电场传感器直流漂移控制技术研究[D]. 李万军.电子科技大学 2014



本文编号：3702750