干涉型光纤传感器及其控制工作点的数字闭环方法技术

本发明专利技术公开了一种干涉型光纤传感器及其控制工作点的数字闭环方法，首先在干涉仪的两束干涉光波之间引入方波相位调制信号，使干涉仪的输出信号由余弦响应变为方波误差信号；然后采用数字相关检测技术对方波误差信号进行解调，获得低频相位漂移的大小；之后由解调出的低频相位漂移产生补偿相移，并将该补偿相移反馈回光路中，用于抵消所述低频相位漂移，该过程反复多次，使干涉仪稳定在正交工作点。补偿了环境扰动产生的低频相位漂移，稳定了干涉仪的正交工作点，使系统始终工作在最灵敏的区域，提高了系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光纤传感器及有源零差检测技术，尤其涉及一种。
技术介绍
光纤传感器具有灵敏度高、电绝缘特性好、抗电磁干扰、动态范围大、检测频带宽、体积小、重量轻等优势，在国防及民用各工业生产等方面具有广阔的应用前景，因而曰益受到人们的重视。干涉型光纤传感器是光纤传感器的一个重要研究方向，具有灵敏度高、便于复用、易于组网成阵、实现远程遥感和监测等特点，广泛应用于声波、磁场、温度等物理量的测量。但是，干涉型光纤传感器易受温漂、机械抖动、压力波动等环境因素的影响而发生随机相位漂移，使干涉仪输出信号出现随机涨落，导致系统探测灵敏度降低，即所谓的相位衰落现象。低频环境扰动引起的相位衰落是影响干涉型光纤传感器长期稳定性的一个重要因素，因此，抗相位衰落技术是干涉型光纤传感器的关键技术之一。首先，分析一下随机相位漂移导致信号衰落产生的物理机制干-涉型光纤传感器包括Mach-Zehnder型、Michelson型和Sagnec型光纤传感器，相位衰落现象主要存在于基于Mach-Zehnder干涉仪或Michelson干涉仪的光纤传感器中，无论是Mach-Zehnder型还是Michelson型光纤传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干涉型光纤传感器控制工作点的数字闭环方法，所述干涉型光纤传感器包括干涉仪，其特征在于，包括步骤：　首先，在所述干涉仪的两束干涉光波之间引入方波相位调制信号，使所述干涉仪的输出信号由余弦响应变为方波误差信号；　然后，采用数字相关检测技术对所述方波误差信号进行解调，获得低频相位漂移的大小；　之后，由所述低频相位漂移产生补偿相移，并将该补偿相移反馈回光路中，用于抵消所述低频相位漂移，该过程反复多次，使所述干涉仪稳定在正交工作点。

【技术特征摘要】
1、一种干涉型光纤传感器控制工作点的数字闭环方法，所述干涉型光纤传感器包括干涉仪，其特征在于，包括步骤首先，在所述干涉仪的两束干涉光波之间引入方波相位调制信号，使所述干涉仪的输出信号由余弦响应变为方波误差信号；然后，采用数字相关检测技术对所述方波误差信号进行解调，获得低频相位漂移的大小；之后，由所述低频相位漂移产生补偿相移，并将该补偿相移反馈回光路中，用于抵消所述低频相位漂移，该过程反复多次，使所述干涉仪稳定在正交工作点。2、 根据权利要求l所述的干涉型光纤传感器控制工作点的数字闭环方法，其特征在于，所述干涉仪为Mach-Zehnder干涉仪或Michelson干涉仪；当所述干涉仪为Mach-Zehnder干涉仪时，所述方波相位调制信号的幅值为±|;当所述干涉仪为Michelson干涉仪时，所述方波相位调制信号的幅值为±工。3、 根据权利要求1或2所述的干涉型光纤传感器控制工作点的数字闭环方法，其特征在于，当所述干涉仪稳定在正交工作点时，采用数字相关检测技术对所述干涉仪输出的方波误差信号进行信号解调，获得待测信号。4、 一种干涉型光纤传感器，包括干涉仪，其特征在于，包括数字相关调制模块、数字相关解调模块、闭环反馈模块；所述数字相关调制模块用于在所述干涉仪的两束干涉光波之间引入方波相位调制信号，使所述干涉仪的输出信号由余弦响应变为方波误差信号；所述数字相关解调模块包括低频相位漂移解调单元，所述低频相位漂移解调单元采用数字相关检测技术对所述方波误差信号进行解调，获得低频相位漂移的大小；所述闭环反馈模块用于由所述低频相位漂移产生补偿相移，并将该补偿相移反馈回光路中，用于抵消所述低频相位漂移，该过程反复多次，使干涉仪稳定在正交工作点。5、 根据权利要求4所述的干涉型光纤传感器，其特征在于，所述数字相关解调模块包括信号解调单元，用于当所述干涉仪稳定在正交工作点时，采用数字相关检测技术对所述干涉仪输出的方波误差信号进行信号解调，获得待测信号。6、 根据权利要求4或5所述的干涉型光纤传感器，其特征在于，所述干涉仪连接有相位调制器，用于向所述干涉仪引入所述方波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立京，冯秀娟，王夏霄，张晞，李传生，于佳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[]