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双折射光纤SAGNAC环镜相位压缩光纤传感器的研究
资料介绍
20世纪70年代，光纤传感技术迅速发展起来。它以光波为载体，光纤为媒质，感知和传输外界被测信号。光纤传感器是以光波为载体、光纤为介质的新型传感器，具有一系列独特的优点，已在许多领域得到广泛应用。 在各种光纤传感器中，光纤干涉型传感器以其简单的结构和较高的灵敏度在实验研究、实际应用中占据了较高的位置。光纤塞格纳克(Sagnac)干涉仪因为其极高的灵敏度也已经广泛应用于各个领域，尤其基于Sagnac干涉仪设计的光纤陀螺仪已经成为军事和商业应用最为成功的干涉型传感器件。 本文首先概括介绍了光纤传感器的诞生、发展及应用，并详细阐述了压电陶瓷(PZT)的光纤相位调制原理和Sagnac效应光相位调制原理，并对光相位调制原理和系统的工作原理进行了公式推导。组建了基于Sagnac结构光纤微分干涉仪实验系统。实验现象表明，相位差的最大限度与调制电压幅度和频率成正比，输出光的光强是周期变化的余弦波，输出光强的幅值与最大位相差即信号电压的幅度和频率成正比。 其次对双折射效应进行了分析推导，得到波长变化和相位变化有对应关系。并基于理论分析设计了双折射Sagnac光纤环镜相位压缩光纤传感器实验系统并进行了实验验证，该实验系统具有线性范围广、灵敏度高、对缓变的温度等环境因素不敏感等特点。通过实验发现，改变双折射光纤的长度，可以使在待测光波长的变化范围内引起的相位变化在干涉图样同一周期的一段线性范围内。 最后采用伟福S51单片机——P87C52(Philips)和模数转换芯片ADC0809设计模数转换电路，实现模数转换和进行分析计算，完成了解调过程。
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