基于陣列波導(dǎo)光柵的分布式光纖光柵溫度解調(diào)系統(tǒng)研究

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1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者盤名：蘑；羊簽字日期：ZoJ夠年明“日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解云婆王些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)云婆王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，

2、并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：垂；}導(dǎo)師簽名：學(xué)位論文作者簽名：侮7f導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：ZotY年z月2，6日學(xué)位論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)一、提出了一種基于DSP的陣列波導(dǎo)光柵溫度解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案，采用了光強(qiáng)法解調(diào)出了光纖光柵傳感所處環(huán)境溫度。該方法對溫度的解調(diào)結(jié)果顯示：系統(tǒng)對光纖布拉格光柵的波長解調(diào)具有高線性度，溫度靈敏度為O．25733dB／℃，波長測量精度可達(dá)O．

3、001nm。二、提出了一種用于智能服裝中的陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)溫度補(bǔ)償算法。考慮將陣列波導(dǎo)光柵和光纖光柵兩者的溫度變化劬礎(chǔ)行整合，使溫度漂移對陣列波導(dǎo)光柵各通道輸出譜的中心波長的影響轉(zhuǎn)化到AT中，將中心波長用含有彳丁的關(guān)系式代替，推導(dǎo)出了帶有溫度補(bǔ)償?shù)年嚵胁▽?dǎo)光柵溫度解調(diào)公式。該算法使得陣列波導(dǎo)光柵克服了各通道輸出譜中心波長A存在溫度漂移現(xiàn)象，解調(diào)溫度誤差不大于士O．1℃。摘要光纖布拉格光柵傳感器(FiberBraggGrating，F(xiàn)BG)是一種新型的光無源器件，在抗電磁干擾、輕巧、靈敏度等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可

4、以用來測量應(yīng)變、溫度、壓力以及一切可以轉(zhuǎn)換為應(yīng)變或溫度的量。光纖布拉格光柵傳感中的信號解調(diào)技術(shù)仍然是研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)，常用的光纖布拉格光柵解調(diào)方法有分布式匹配光柵濾波解調(diào)法、非平衡Mach．Zehnder干涉儀解調(diào)法、光纖光柵激光傳感器陣列法、可調(diào)諧光柵F．P濾波器法。常規(guī)光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)體積大、價格昂貴等限制了其推廣應(yīng)用領(lǐng)域?；陉嚵胁▽?dǎo)光柵(ArrayedWaveguideGrating，AWG)的光纖光柵解調(diào)方法是極具潛力的一種新型光纖布拉格光柵解調(diào)方法，具有精度高、解調(diào)速度快等特點(diǎn)。本文對基于陣列波導(dǎo)

5、光柵的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在分析了光纖光柵溫度傳感原理和比較了幾種常見的光纖光柵解調(diào)方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種采用陣列波導(dǎo)光柵的光纖光柵環(huán)境溫度信號的解調(diào)方法：設(shè)計了光纖光柵溫度解調(diào)系統(tǒng)的光路，包括光源、隔離器、耦合器、光電探測器和陣列波導(dǎo)光柵；設(shè)計了光纖光柵溫度解調(diào)系統(tǒng)的電路，包括調(diào)理放大電路和數(shù)字信號處理DSP電路、LCD顯示電路；采用了耵公司的32位浮點(diǎn)DSPTMS320F28335作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理器，搭建了高精度、高靈敏度的陣列波導(dǎo)光柵溫度解調(diào)實驗平臺，采用光強(qiáng)法對傳感器所處環(huán)境溫度進(jìn)行解調(diào)，

6、并在此基礎(chǔ)上提出了一種用于智能服裝中的陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)溫度補(bǔ)償方法。該算法有效地提高了應(yīng)用于智能服裝中人體溫度測量的陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)精度；搭建了實驗平臺，通過實驗測得該解調(diào)系統(tǒng)的溫度靈敏度為0．25733dB／℃，解調(diào)溫度誤差不大于±0．1℃，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計要求。本文所設(shè)計的基于陣列波導(dǎo)光柵的分布式光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)具有測量準(zhǔn)確、成本低、實時監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)。由于采用了非芯片結(jié)構(gòu)化設(shè)計實現(xiàn)了具有高線性度的陣列波導(dǎo)光柵解調(diào)系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償方法，得到了帶有溫度補(bǔ)償?shù)年嚵胁▽?dǎo)光柵溫度解調(diào)公式，使解調(diào)精度得以提高。該解調(diào)系統(tǒng)

7、在醫(yī)療、軍事、體育、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：光纖光柵解調(diào)；陣列波導(dǎo)光柵；光纖布拉格光柵；溫度補(bǔ)償ABSTRACTFiberBragggrating(FBG)sensorisanewkindofopticalpassivecompoIlents．ithasumqueadvantagessuchasresistanttoelectromagneticinterference，light，highsensitivity，whichmakesitoneofthemostpotentialsensingele

8、mentmaterialconStitutingtheintelligentmaterial．Recently，theFiberBraggGratingsensorresearchhasnadconsiderabledevelopment，andcanbeusedtomeasurestrain，temperature．pressure．a(chǎn)ndallthing