基于全光纤Fabry–Perot干涉的差分测振系统设计
2021-10-17梁洪卫刘冬冬阚玲玲
梁洪卫,刘冬冬,阚玲玲,苏 皓
(东北石油大学 电气信息工程学院,黑龙江 大庆 163318)
与传统的光学测量方法相比,光学测量技术是指采用光纤作为介质的光纤传感器,通过测量光波特性参量的变化来获得待测信息,它是一种重要的测量手段,具有非接触式,传输信号损耗较少的特点。光纤F–P干涉仪具有体积小、质轻、抗强磁场、能够波分无用、价格合适的特点,被广泛应用于测量绝对距离[1–3]、位移[4–6]、振动[7]、应变[8–10]以及温度[10–11]等参数。
为了提高测振仪的精度,近年来众多学者做了大量的研究。Gamgopadhyay等[12]设计了一种基于光纤外腔式的F–P干涉振动传感器的结构,通过测量相位的改变来完成探测外界振动。Zhang等[13]利用光纤内部的正交偏振光实现解调,并采用共光路的形式监测环境影响,同时引入声光调制器(acousto-optic modulator,AOM)提高待测信号质量,但是,引入AOM增大了系统的测量成本。Pullteap等[14]利用传感臂产生两个正交信号,实现信号0.7~140.0 µm的动态测量,目的是获取正切相位,进而解调出振动位移。Li等[15]通过调节半导体阈值电流使两路光电探测器(PD)信号相位相反,增强信号质量,消除一定的环境干扰,达到平衡检测的目的,然而,半导体光路易受电磁环境的影响。Zhang等[16]引入AOM进行差分的外差干涉,通过双路共用一个AOM有效抑制零点漂移情况,但增大了成本。Qi等[17]使用偏振分光镜(polarization beam splitter,PBS)及波片搭建了相位相反的空间光路结构,有效抑制了噪声对干涉信号的影响,然而,所搭建的空间光路时分立器件的结构光路准直过程较为复杂。……
