题目：光纤F-P腔动态压力传感解调及温度误差模型研究

    航空发动机为航空器提供飞行所需动力，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机结构复杂，零部件数量多，工作在高转速、高负荷和高温环境下。超高的温度、振动、气动以及载荷等的共同作用，使得发动机结构强度故障成为影响飞机性能的主要因素。

    光纤法布里-珀罗（F-P）传感器作为传感家族的新成员，由于其优越的性能而倍受青睐。用于位移、温度、压力、应力、应变、磁场、振动和折射率等物理量的测量，光纤法布里-珀罗传感器绝大部分是通过对法布里-珀罗腔腔长的解调来实现。与传统的传感器相比，法布里-珀罗传感器具有耐高压，抗腐蚀，能在电磁或电子传感器不能工作的恶劣环境下运行。其次，光波的传播频率极高，具有巨大的信息容量，又能有效的防止无线电波及电火花带来的干扰。

课题基于以上背景设计搭建出一套能够适用于航空发动机高温高压工作环境下的光纤法布里-珀罗传感解调系统，包括光路传输部分和电路采集部分。论文主要研究内容有：

    首先，分析光纤F-P腔传感理论。光纤F-P腔的结构种类分多种，选取适用于高温高压易生产的结构类型；依据光束干涉原理，对光纤F-P腔传输模型进行公式推导；研究光纤F-P腔解调原理及方法，适用于高速大范围测量要求。

    其次，光纤F-P腔传感解调系统设计与实现。为了满足发动机高速大范围解调需求，本课题采用光纤F-P腔三波长解调法，在保证高速信号处理的基础上，扩大光纤F-P腔变化范围及整个解调系统的环境适应性。利用激光器、耦合器、环形器等设备完成光路传感系统的搭建验证；利用电路采集系统实现对光信号的转换、采集、存储和处理。

    然后，样机实验验证。搭建光纤F-P腔传感解调系统，验证光纤F-P腔传感系统对腔长变化的解调。实验采取对F-P腔施加压力来完成，利用油压及气压装置改变F-P腔腔长，产生动态变化过程，通过解调系统求得腔长的变化信息。

    最后，光纤F-P腔温度特性研究。针对光纤F-P腔的温度敏感问题，通过理论分析温度引起腔长变化的机理，建立起温度与腔长关系模型；利用有限元仿真软件进行温度特性仿真，设计实验并进行验证。