基于偏振光干涉的光纖法珀腔長解調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、光纖法珀壓力傳感器體積小，抗電磁干擾，非常適用于航空和石油行業(yè)的應用。本論文研究了基于偏振光干涉的光纖法珀腔長解調(diào)系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)解調(diào)模型、電路、固件程序和軟件設計，搭建了光纖法珀氣壓傳感實驗系統(tǒng)，并進行了氣壓傳感測試實驗。主要研究工作包括：
　　 1.基于偏振光干涉建立了空間低相干解調(diào)模型，分析了入射光參數(shù)和偏振光楔參數(shù)對光程差分布的影響，并通過理論計算證明實際解調(diào)系統(tǒng)的光程差分布符合三次多項式函數(shù)，利用實測白光LED的雙高斯

2、光譜，結(jié)合線陣CCD的光譜響應特性，計算分析了光譜對干涉條紋的影響，計算結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好。
　　 2.針對光纖法珀腔長解調(diào)系統(tǒng)輸出信號的特點，研究并設計了干涉信號采集和數(shù)據(jù)傳輸電路：完成了高靈敏度線陣CCD的干涉信號采集電路和信號調(diào)理電路，實現(xiàn)了弱信號的隔直、放大和濾波；以CPLD為主控制器，設計了系統(tǒng)的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換、異步FIFO數(shù)據(jù)緩沖、高速USB接口、RS232接口以及與DSP的EMIFA數(shù)據(jù)交換的硬件電路，電路系統(tǒng)

3、支持的解調(diào)速率達到320Hz。
　　 3.以CPLD為主控制芯片，利用Verilog HDL語言設計了系統(tǒng)的主控制程序：包括時鐘處理，高靈敏度線陣CCD時序，高速A/D采樣時序，BUFFER時序，高速USB接口時序，UART接口時序以及DSP的EMIFA控制組合邏輯等模塊設計，特別是利用狀態(tài)機完成了異步FIFO的時序控制，保證解調(diào)數(shù)據(jù)無差錯轉(zhuǎn)換和傳輸。在Keil開發(fā)環(huán)境下設計了基于FX2的USB固件程序，采用批量數(shù)據(jù)傳輸模式，將