分布反馈光纤激光器（DFB-FL）波长解调方法的研究

论文摘要

分布反馈光纤激光器从20世纪90年代出现以来,作为光纤激光器研究的一个重要方向,因其超窄线宽,高灵敏度,大动态范围,易于组阵等特点,已经广泛的应用于光纤通信和光纤传感,尤其是光纤水听器。越来越多的研究者开始对其进行研究和探索,而DFB-FL波长的解调也成为大家关注的热点。本文简单介绍了光纤激光器尤其是DFB-FL的发展历程,应用前景,以及波长解调的相关内容,分析了DFB-FL的工作原理及传感特性,构建了基于非平衡M-Z光纤干涉仪的相位载波法解调系统,并提出了一种新的解调方法,即基于气体吸收峰的波长解调方案,从理论和实验上验证了其可行性。本文的主要工作和创新点如下：1.回顾了光纤激光器,尤其是DFB-FL的产生,发展,以及应用前景,特别是光纤水听器的应用。简单介绍了几种常用的波长解调的方法,和适用于DFB-FL的解调方法。2.简单介绍了光纤激光器的基本理论；具体分析了DFB-FL的工作原理及其各组成部分的特性及工作原理,包括λ/4相移光栅结构,泵浦电路的设计与调试、光器件的选择等；从理论上分析了DFB-FL的应变传感特性。3.陈述了DFB-FL的传感解调原理,着重介绍了非平衡M-Z光纤干涉仪的相位载波解调方法;设计了一个基于非平衡M-Z光纤干涉仪的解调系统,利用扬声器做声源在空气中做了一系列实验,并分析了实验结果；利用此系统构建了一个语音的录音系统,得到很好的效果。4.提出了一种新的波长解调的方法,即基于气体吸收峰的波长解调；并设计了简单的解调系统,以乙炔气体为例,进行了相关的实验,从理论和实验上验证了方法的可行性;探讨了一些扩展动态范围,提高灵敏度的方法。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.1.1 常用的波长解调方法
• 1.1.2 适用于DFB-FL的波长解调方法
• 1.2 分布反馈光纤激光器简介
• 1.2.1 光纤激光器的发展历史
• 1.2.2 分布反馈光纤激光器介绍
• 1.2.3 分布反馈光纤激光器应用与发展前景
• 1.3 研究课题的目的和意义
• 1.4 论文的主要工作和创新点
• 第2章 分布反馈光纤激光器的基本理论
• 2.1 光纤激光器的基本工作原理
• 2.2 分布反馈光纤激光器（DFB-FL）的基本原理
• 2.2.1 DFB-FL的基本结构
• 2.2.2 DFB-FL的工作原理
• 2.3 DFB-FL的传感原理
• 2.4 本章小结
• 第3章 DFB-FL基于光纤干涉仪的解调技术
• 3.1 DFB-FL的传感解调技术
• 3.2 基于非平衡M-Z干涉仪的解调系统的原理及分析
• 3.2.1 非平衡M-Z光纤干涉仪的光学原理
• 3.2.2 非平衡M-Z光纤干涉仪的解调原理
• 3.2.3 相位载波法的原理及分析
• 3.3 相位载波法的实验及结果分析
• 3.3.1 相位载波法实验系统
• 3.3.2 相位载波法实验过程及实验数据分析
• 3.4 实验系统的简单应用
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于气体吸收峰的DFB-FL波长解调技术
• 4.1 气体吸收原理
• 4.2 基于气体吸收峰的解调原理
• 4.3 基于气体吸收峰的解调实验
• 4.3.1 基于气体吸收峰的解调实验系统
• 4.3.2 气体吸收峰的测量和曲线拟合
• 4.3.3 基于气体吸收峰解调的实验及数据处理
• 4.3.4 基于气体吸收峰解调的一些想法
• 4.4 本章小结
• 第5章 全文总结
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文及申报专利
• 学位论文评阅及答辩情况表