應(yīng)用于光纖傳感的可調(diào)諧光源的研究.pdf

1、激光器是光纖傳感技術(shù)中使用的主要光源，而半導(dǎo)體激光器具有體積小(厘米數(shù)量級(jí))、重量輕(克數(shù)量級(jí))、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠適應(yīng)振動(dòng)、溫度、濕度等環(huán)境變化，因而在光纖傳感技術(shù)中得到更廣泛的應(yīng)用。目前，光纖傳感器系統(tǒng)向著波分復(fù)用和光纖傳感網(wǎng)的方向發(fā)展，這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)生了使用可調(diào)諧激光光源的需求。其中寬帶光源與可調(diào)諧濾波器的組合是實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧光源的一種方法，這項(xiàng)研究可以為光纖傳感網(wǎng)的應(yīng)用提供實(shí)用技術(shù)。 本文首先研究了半

2、導(dǎo)體激光器的等效電路模型，分別建立了Fabry-Perot(FP)半導(dǎo)體激光器及垂直腔表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器(VCSEL)的等效電路模型。模型以半導(dǎo)體激光器的速率方程為基礎(chǔ)，將速率方程表征為由線性電路元件組成的等效電路模型，這種方法不需要編制復(fù)雜的數(shù)值求解程序，從模型的電路模擬結(jié)果就可以很方便地得到LD的調(diào)制響應(yīng)。并結(jié)合自己實(shí)驗(yàn)室所使用的電源驅(qū)動(dòng)，對(duì)模型進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性及可靠性。 接著研制了壓電陶瓷致動(dòng)器(PZT)的

3、驅(qū)動(dòng)電源?？烧{(diào)諧濾波器的工作原理是通過(guò)PZT的微位移改變?yōu)V波器的腔長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)濾波，完成所需功能。研究了PZT驅(qū)動(dòng)電源的電路原理，完成了設(shè)計(jì)和制作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該電源具有電路簡(jiǎn)單，線形度好，紋波小，帶負(fù)載能力強(qiáng)，頻響高等一系列特點(diǎn)。 本文重點(diǎn)研究了可調(diào)諧光源的設(shè)計(jì)與制作，主要是完成可調(diào)諧濾波器控制器的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)主要還建立在PZT驅(qū)動(dòng)電源基礎(chǔ)之上，同時(shí)考慮了一些閉環(huán)控制。根據(jù)理論上對(duì)該控制器的設(shè)計(jì)，結(jié)合具體的應(yīng)用制作了可調(diào)諧光源