一种大动态范围的光纤干涉仪相位检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术具体公开了一种大动态范围的光纤干涉仪相位检测装置及方法，所述方法包括以下步骤：S1、通过强度调制器、声光移频器和光纤延时线对激光器发出的光进行处理，生成由不同频率光脉冲组成的光脉冲序列；S2、通过非平衡光纤干涉仪获取干涉光脉冲序列；S3、通过光电转换器将干涉光脉冲序列转化为电信号，并进行数字采样以获取采样数字信号；S4、利用信号处理系统对采样数字信号进行解时分处理，获取对应的数字信号；S5、消除数字信号的直流量获取正交相位信号CR和SR；S6、对正交相位信号CR和SR进行解调，从而得到被测相位信息。本发明专利技术在兼具大动态范围优势的同时，大大简化了传统3

【技术实现步骤摘要】
一种大动态范围的光纤干涉仪相位检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，尤其涉及一种大动态范围的光纤干涉仪相位检测装置及方法。

技术介绍

[0002]光纤水听器是以光纤为传感和传输介质的新型水声传感器，基于光学相干检测原理探测水下声场信息。它将先进光电检测机理和光纤通信机制引入水声探测技术，经过多年的技术研究和应用验证，已展示出了水声信号的优异检测性能和传输距离远、阵列规模大、可靠性高、环境适应性好等优点，是国内外新一代声呐装备发展的重要方向。
[0003]动态范围是光纤水听器系统应用中的重要指标，特别是在主动声呐中，需要对大幅度的主动声源信号和微弱回波信号进行同步检测，以提高目标探测能力。光纤水听器是一种干涉型光纤传感器，系统要实现大动态范围性能，主要难点在相干信号检测方法。目前光纤水听器的相干信号检测方法主要有PGC、外差、3
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3多相检测三种，在相同的采样频率等条件下，3
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3多相检测技术具有最大的动态范围，但其传输光纤、光电转换、AD采集等硬件开销是其它检测方法的两到三倍，不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大动态范围的光纤干涉仪相位检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将激光器发出的光分别通过强度调制器进行强度调制以及通过第一声光移频器、第一光纤延时线、第二声光移频器和第二光纤延时线进行频率调制，进而生成一个由频率分别为ν1、ν2和ν3的三个光脉冲组成的光脉冲序列；S2、将步骤S1中所生成的光脉冲序列输入非平衡光纤干涉仪中以获得对应干涉光脉冲序列；S3、将所述干涉光脉冲序列输入光电转换器中并转化为对应的电信号，然后以固定采样频率进行数字采样，得到对应的采样数字信号；S4、将步骤S3中的采样数字信号输入信号处理系统进行解时分处理，得到频率为ν1、ν2和ν3的光脉冲所对应的三组数字信号V1、V2和V3；S5、将步骤S4中三组数字信号V1、V2和V3输入信号处理系统并消除数字信号的信号幅值和直流量，进而获取对应的正交相位信号CR和SR；S6、将步骤S5中获取的正交相位信号CR和SR进行解调，从而得到被测相位信息。2.如权利要求1所述的大动态范围的光纤干涉仪相位检测方法，其特征在于，所述步骤S1具体实现方式为：S11、将激光器的输出光波输入强度调制器中进行强度调制进而产生光脉冲，其中，所述光脉冲重复时间周期为3T；S12、通过光纤分束器将所产生的光脉冲分成三路，第一路直接输入光纤合束器中，且第一路光脉冲频率设为ν0；第二路经过调制频率为Δν的第一声光移频器和长度为L的第一光纤延时线处理后再输入光纤合束器中，则第二路光脉冲频率为ν0+Δν，第二路光脉冲延时为T；第三路经调制频率为2Δν的第二声光移频器和长度为2L的第二光纤延时线处理后输入光纤合束器，则第三路光脉冲频率为ν0+2Δν，第三路光脉冲延时为2T；S13、通过光纤合束器将步骤S12中所得到的三路光脉冲合束，进而生成一个由频率分别为ν1＝ν0、ν2＝ν0+Δν和ν3＝ν0+2Δν的三个光脉冲组成的光脉冲序列。3.如权利要求2所述的大动态范围的光纤干涉仪相位检测方法，其特征在于，所述干涉光脉冲序列中相邻干涉光脉冲之间的相位差用公式表示为：式(1)中，表示相邻干涉光脉冲之间的相位差，l表示非平衡光纤干涉仪的信号臂和参考臂之间的臂差，n表示光纤纤芯的折射率，c表示真空中的光速。4.如权利要求3所述的大动态范围的光纤干涉仪相位检测方法，其特征在于，所述步骤S3中的固定采样频率为f
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＝1/Τ。5.如权利要求4所述的大动态范围的光纤干涉仪相位检测方法，其特征在于，所述步骤S4中的频率为ν1、ν2和ν3的光脉冲所对应的三组数字信号V1、V2和V3用公式表示为：用公式表示为：用公式表示为：
式(2)、(3)和(4)中，其中A1、A2、A3分别表示第一个光脉冲干涉信号、第二个光脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚琼，王付印，熊水东，曹春燕，朱敏，陈虎，侯庆凯，马燕新，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：