Advertisement

非本征光纤法布里-珀罗传感器的信号解调方法研究

  •  5星
  •     浏览量: 0
  •     大小:None
  •      文件类型:None


简介:
本文聚焦于非本征光纤法布里-珀罗传感器的信号处理技术,探讨了先进的解调策略和算法,以提升其在传感领域的精度与应用范围。 本段落提出了一种基于均方误差估计的非本征光纤法布里-珀(EFPI)传感器腔长解调算法。在参数估计方面,均方误差方法将估计值的方差与偏差相结合,从而提高了精度和准确度。如果提供一系列针对某一真值的估计子,则具有最小均方误差的那个估计子比其他所有估计子都更有效。对于非本征光纤法布里-珀压力传感器而言,在腔长解调时实际腔长对应于其均方误差取最小时所得到的长度估计。 实验测试表明,采用该算法进行腔长解调可以达到0.18纳米的分辨率,并且对应的最小压力分辨率为2.99千帕斯卡。相较于传统方法而言,在更宽广的操作范围内利用此新算法能够获得更高的解调精度和实现对绝对腔长的有效测量。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~
客服
客服
  • -
    优质
    本文聚焦于非本征光纤法布里-珀罗传感器的信号处理技术,探讨了先进的解调策略和算法,以提升其在传感领域的精度与应用范围。 本段落提出了一种基于均方误差估计的非本征光纤法布里-珀(EFPI)传感器腔长解调算法。在参数估计方面,均方误差方法将估计值的方差与偏差相结合,从而提高了精度和准确度。如果提供一系列针对某一真值的估计子,则具有最小均方误差的那个估计子比其他所有估计子都更有效。对于非本征光纤法布里-珀压力传感器而言,在腔长解调时实际腔长对应于其均方误差取最小时所得到的长度估计。 实验测试表明,采用该算法进行腔长解调可以达到0.18纳米的分辨率,并且对应的最小压力分辨率为2.99千帕斯卡。相较于传统方法而言,在更宽广的操作范围内利用此新算法能够获得更高的解调精度和实现对绝对腔长的有效测量。
  • 基于两个CHI拉格-
    优质
    本研究聚焦于结合两个CHI型光纤布拉格光栅构建新型法布里-珀罗腔,深入探讨其传感特性与应用潜力,为高精度光学传感器开发提供新思路。 结合有效镜面模型与传递矩阵法,我们对由两个chi光纤布拉格光栅构成的法布里-珀罗腔进行了详细的理论及数值研究。结果显示,通过调整这两个光栅的级联顺序可以调控该腔体的透射响应特性。具体而言,在相同的χ方向上连接这两者时,其共振和群延迟表现出近似均匀性;而当两者的线性调频序列相反时,则会出现相邻共振峰间隔不一致的现象。此外,利用具有不同幅度或带宽的chi光纤布拉格光栅构建法布里-珀罗腔的情况下,仅在共同反射范围内可以观察到有效的共振现象。
  • 关于拉格栅及-腔相位谱特性
    优质
    本研究聚焦于光纤布拉格光栅与法布里-珀罗腔的相位谱特性分析,探讨其在传感技术中的应用潜力及其独特的光学性能。 光纤光栅的相位谱对构成其法布里-珀罗(F-P)腔的光谱特性具有重要影响。本段落深入分析了光纤布拉格光栅(FBG)的光谱特征及其相位谱,并推导出低反射率FBG线性相位谱的一般表达式,提出了高反射率FBG三段线性相位近似方法,获得了简洁直观的数学描述。随后通过与普通F-P腔对比的方式,在等效腔长的概念下分析了由光纤布拉格光栅形成的F-P(FBG-FP)腔相位谱特性,并探讨了拟合法、周期法和傅里叶变换法这三种常用的FBG-FP腔长估计算法。设计了一种基于FBG-FP的光谱测量方案,获得了高精度的光谱曲线并对比分析了前述三种方法的结果,验证了理论分析的有效性。
  • 快速傅叶变换和线性频Z变换结合算-运用
    优质
    本文探讨了将快速傅里叶变换与线性调频Z变换相结合的新算法,在提高光纤法布里-珀罗传感器信号处理效率及精度方面的应用。 本段落探讨了快速傅里叶变换(FFT)与线性调频Z变换(CZT)联合应用在法布里-珀罗腔传感器解调中的方法,并从理论上分析了解调原理及误差。通过模拟计算,该联合算法能够使解调出的腔长相对误差达到0.01%,且最大绝对误差小于0.05μm。实验中对测量范围为0~3MPa的F-P腔微机电系统(MEMS)压力传感器进行了解调测试,结果显示该方法可以辨别到低至0.01MPa的压力变化,并且腔长与压力数据拟合度达到0.99316,测量压力与实际压力的标准偏差小于0.005MPa。实验结果表明,在计算量较少的情况下,FFT和CZT联合解调的方法能够实现高精度的解调效果,满足了实际应用需求。
  • 拉格中寻峰算
    优质
    本研究专注于光纤布拉格光栅传感技术中的信号处理环节,特别针对解调过程中的寻峰算法进行深入探讨与优化,旨在提升传感器系统的准确性和响应速度。 本段落分析并比较了光纤布拉格光栅(FBG)传感解调系统中的六种寻峰算法:蒙特卡罗(Monte Carlo)算法、直接比较法、二次插值数值微分法、一般多项式拟合法、多项式-高斯公式拟合法和高斯公式非线性曲线拟合法。通过对这些算法理论误差的分析,并结合仿真与实验研究,文章得出了各算法的误差及影响因素。 研究表明,在相同的条件下,输入信号信噪比与寻峰算法产生的误差呈线性关系。其中,采用高斯公式非线性曲线拟合法时获得的精度最高。在光纤布拉格光栅传感实验系统中,当输入信号的信噪比为40 dB时,该方法能够实现高达0.44 pm的寻峰精度。 综上所述,在影响寻峰算法误差的因素中,输入信号的信噪比是决定性的因素。因此,在这些被研究的方法中,高斯公式非线性曲线拟合法被认为是最佳选择。
  • -干涉仪:Mode Ganesh S. -干涉仪模拟-MATLAB开发
    优质
    该MATLAB项目提供了一个法布里-珀罗(F-P)干涉仪的模拟工具,由Mode Ganesh S. 开发。用户可通过此仿真器探究不同参数对F-P干涉仪光谱特性的影响。 通过Ganesh模式的Fabry Perot干涉仪模拟器进行研究和分析,可以深入理解该类仪器的工作原理及其在光学领域中的应用。此方法提供了一种有效的途径来探索不同参数对干涉图样产生的影响,并为实验设计提供了理论指导。利用这种模拟工具,研究人员能够预测各种条件下可能观察到的现象,从而优化实际设备的性能与精度。
  • -干涉仪:电-MATLAB开发
    优质
    本项目为基于MATLAB的法布里-珀罗(F-P)干涉仪模拟与分析工具,适用于研究光学、光通信及传感器技术中的F-P腔特性。 Salar Hosseini 的珀罗干涉仪是一款重要的设备,在光学测量和研究领域具有广泛的应用价值。该仪器基于珀罗干涉原理设计,能够实现高精度的光谱分析与厚度测量等功能。通过优化结构参数及采用先进的制造工艺,使得这款干涉仪在性能上达到了较高的水平,并且适用于多种科研项目和技术开发场景中使用。
  • MATLAB中-腔(FBG-F-P)及其矩阵输特性分析
    优质
    本研究探讨了在MATLAB环境下对光纤光栅法布里-珀罗腔(FBG-F-P)进行建模与仿真,深入分析其矩阵传输特性。通过理论推导及数值模拟,揭示FBG-F-P结构的光学行为及其潜在应用价值。 利用光纤光栅的矩阵传输特性来研究光纤光栅法布里-珀罗腔(FBG F-P)。
  • ZEMAX仿真FP-
    优质
    本文介绍了利用ZEMAX软件进行法布里-珀罗(FP)腔的设计与仿真分析方法,重点探讨了FP腔的工作原理及其在光学系统中的应用。 Zemax模拟了FP法布里-珀罗腔,并简单介绍了利用成像法观察光在FP镀膜腔中的投射情况。
  • 关于全介质双腔-结构共振模式
    优质
    本研究聚焦于分析全介质双腔法布里-珀罗结构中的共振模式,探讨其光学特性及其潜在应用价值。通过理论计算和实验验证,揭示了不同参数对共振峰位置与强度的影响规律。 通过运用传输矩阵法对全介质双腔法布里-珀罗(F-P)结构中的光传输进行了研究,并得到了透射率的一般表达式。在禁带中能够出现共振模的双腔F-P结构共有12种组合方式,且要求两腔之间的介质层数必须小于其外侧的总介质层数。当微腔的光学厚度是λ04的奇数倍时,该微腔两端接触的第一层介质需要为不同类型的材料;而若光学厚度是λ04的偶数倍,则第一层介质需为相同类型。在两腔长度固定的情况下,共振模的位置主要由两腔之间的介质层数决定,而谱线宽度则取决于外侧介质层数的影响。当双腔F-P结构呈左右对称时,其共振模透射率可达到1。