● 摘要
带有波长编码信息的光信号解调技术是光纤光栅加速度计的关键的技术之一。其研究内容包括波长编码信息的解调方案研究和光电信号的处理两部分。 本文采用可调谐匹配光纤光栅解调技术,该方案能够使光纤光栅加速度计信号解调部分小型化。光电探测器接收匹配光纤光栅透射端的光信号，克服了传统匹配光纤光栅解调方案中光电探测器接收反射端光信号导致的信号光功率低的问题，提高了输出光的功率。信号处理电路采用了闭环方案，这样既能实时跟踪传感光栅波长的漂移，又能克服压电陶瓷迟滞特性造成的非线性影响。其中关键的器件是压电陶瓷微位移器，采用其逆压电效应可以调制匹配光纤光栅，匹配光纤光栅的中心波长随驱动电压呈近似线性变化。为了方便进行数字化处理解调信号，采用了方波进行压电陶瓷驱动电压的调制，解调部分利用方波参考信号进行同步解调。 在光路特性研究中，本文给出了可调谐匹配光纤光栅解调法透射系统光路的函数表达式，给出了调制解调的原理，并进行了光路实验，验证了自己的设计方案。文中还通过实验得到了光纤光栅中心波长和压电陶瓷驱动电压的间函数关系，灵敏度系数达到5.01pm/V。 在电路特性研究中，本文给出了闭环检测电路的设计与实验结果，给出了加速度的值和闭环输出的电压之间的关系曲线，灵敏度系数达到0.1g/V。