掺铒光纤光源强度噪声抑制技术研究

admin · 发表于 2022-5-16 09:57:56

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掺铒光纤光源是光纤传感领域的一种新型光源，它具有输出功率高、光谱线宽、中心波长稳定性好、使用寿命长、与单模光纤耦合效率高等突出特点。在光纤传感器的应用中，掺铒光纤光源的强度噪声是影响传感器性能的关键因素。对掺铒光源中强度噪声的抑制可以提高传感器的信噪比，从而有效地提高光纤传感器的最小检测精度，这对突破现有光纤传感器的性能具有重要意义。本文以实现基于强度调制的掺铒光纤光源强度噪声抑制技术为目标，以强度噪声抑制系统对掺铒光纤光源中强度噪声的抑制效果为主线，对该技术方案的理论分析、半实物仿真设计和噪声抑制系统的原理样机进行了研究。论文主要展开以下研究：一、理论推导基于强度调制的掺铒光纤光源强度噪声抑制原理，设计基于强度调制外反馈的强度噪声抑制方案。阐述基于强度调制外反馈的强度噪声抑制原理，分析该技术的理论依据，设计该技术的实现方案，建立强度噪声抑制系统的物理模型，从而为该系统半实物仿真平台的设计和原理样机搭建奠定理论基础，提供研究手段。二、建立强度噪声抑制系统半实物仿真平台，对强度噪声抑制方案进行仿真研究。结合基于强度调制外反馈的强度噪声抑制系统数学模型，利用MATLAB/SIMULINK软件，建立了强度噪声抑制系统半实物仿真平台，通过数值仿真实验，我们在设计抑制噪声的频段内，达到对强度噪声的抑制作用，证明了设计方案的可行性。三、建立强度噪声抑制系统原理样机，对该系统进行实验研究。经过对原理样机的搭建与实验，我们能够在20kHz-200kHz频段内，把掺铒光纤光源中的强度噪声从-41 dB/Hz降低到-48 dB/Hz，达到了对光源中噪声抑制的目的。同时，强度噪声抑制实验结果与系统半实物仿真结果相互印证，证明了半实物仿真平台的正确性和实验结论的有效性。

掺铒光纤光源强度噪声抑制技术研究

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