一种光纤激光干涉型传感器的移相解调法

摘要

本发明涉及一种光纤激光干涉型传感器的移相解调法，属于光纤传感技术领域。该方法对干涉信号之间的相位差没有特定的要求，解调仪制作完成后，可用于不同光程差的干涉仪，且通过原始信号之间的相互运算去掉直流量的影响，彻底解决了光纤激光干涉型传感器测量动态信号所遇到的两个问题。即，将三束不同波长的光入射到光纤干涉型传感器，获得三路带有相位差的信号，达到移相的目的；再对三路信号进行处理，消除信号中直流分量a的影响，并获取所求信号的正切值，此后，经反正切运算及相位解包裹，最终获得所测信号。本发明能对任意光程差的干涉型光纤传感器进行解调，且属于被动解调法，其解调频率高，仅受电信号处理速度的限制。

主权项

一种光纤激光干涉型传感器的移相解调法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、在使用光纤干涉型传感器对动态信号进行测量时，将三束不同波长的激光通过波分复用器(WDM)或3×3耦合器合束后入射到光纤干涉型传感器中，干涉型传感器反射光通过一个2×2耦合器返回，再通过WDM分解为三路带有相位差的信号；三路带有相位差的信号经过光电转换成为三路电信号，三路电信号表示为：其中a为直流分量，b为干涉条纹的对比度，为所测动态信号，δ₁、δ₂、δ₃分别为信号f₁、f₂、f₃与信号f₁之间的相位差，其大小与激光器的波长λ₁、λ₂、λ₃及干涉型传感器的光程差OPD有关，表示为：δ₁＝0、由此，达到了移相的目的；步骤二、对步骤一中的三路信号进行处理，消除信号中直流分量a的影响，并获取所求信号的正切值：经恒等变换有，由此可得，式中，B＝cosδ₁‑cosδ₃、C＝sinδ₁‑sinδ₃、D＝2cosδ₂‑cosδ₁‑cosδ₃、E＝2sinδ₂‑sinδ₁‑sinδ₃，在相位差δ₁、δ₂和δ₃一定时，B、C、D、E都为已知常量；对进行反正切运算，反正切运算得到的值在(‑π/2,π/2)范围内，因此需对反正切后的结果进行相位解包裹，才能得到完整的信号