[发明专利]PZT调制系数测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤传感及其信号解调领域，更具体的说是一种高精度高稳定PZT调制系数测试装置及测试方法。

背景技术

光纤传感目前已广泛使用在大型结构安全监测、井下安全监测、海洋油气探测、地震检波等领域，越来越成为地球物理勘探测首要关键技术。随着对传感精度要求的提高，光纤激光式传感被人们广泛研究，在光纤激光式传感解调系统中，人们通常采取PZT调制解调方式获得传感信息。目前人们对光纤激光式传感PGC解调算法已做了广泛深入的研究，其中包括PZT调制系数C值对解调结果的影响。人们通常通过观测干涉条纹来调节载波电路输出信号幅度，以期获得一个较为理想的C值，该方法由于采取人眼观测的方法，误差很大，并且随着初始相位的漂移，干涉条纹是不稳定的。虽然已经提出在解调算法中通过一定的方法实现消除C值对解调结果的影响，但之前提出的方法中由于在计算过程中引入了大量的除法运算，并且在这些运算过程中被除数会周期性的出现零点，进而导致运算中会出现跳变并产生很大的计算误差。为获得高性能的光纤传感信号解调，需要精确控制并调节PZT调制系数。截止到目前，尚未见到关于PZT调制系数测试的相关报道，现有技术不能很好的满足上述要求。

综上所述，为了解决上述面临的技术瓶颈，搭建PZT调制系数测试系统，目前迫切需要一种高精度高稳定PZT调制系数测试装置及测试方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种PZT调制系数测试装置及测试方法，其可解决现有光纤激光式传感解调系统中PZT调制系数稳定控制与调节的技术问题。

本发明提供一种PZT调制系数测试装置，包括：

一窄线宽半导体激光器；

一光隔离器，其输入端与窄线宽半导体激光器的输出端连接；

一迈克尔逊干涉仪，其第一输入端与光隔离器的输出端连接；

一光电探测器，其输入端与迈克尔逊干涉仪的输出端连接；

一数据采集卡，其第一输入端与光电探测器的输出端连接；

一数据处理系统，其输入端与数据采集卡的输出端连接；

一载波电路，其第一输出端与迈克尔逊干涉仪的第二输入端连接，第二输出端与数据采集卡的第二输入端连接。

本发明还提供一种PZT调制系数测试方法，其是采用如权利要求1所述的测试装置，包括如下步骤：

步骤1：调节窄线宽半导体激光器a的输出功率；

步骤2：用载波电路g对迈克尔逊干涉仪c加PZT调制信号，调节载波电路的输出电压，使得PZT调制信号的幅度为一定值；

步骤3：对数据采集卡采集到的数据经过数据处理系统f进行处理，完成测试。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

该高精度高稳定PZT调制系数测试方法运算过程简单，消除了在运算过程当中可能会引入的计算误差以及跳变，可获得极高的稳定性和精确性，为实时监测及调节PZT调制系数提供了依据。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1是本发明测试装置的结构示意图；

图2是本发明的测试流程图；

图3是图1中数据处理系统f的运算原理图；

图4是运用本方法得到的-J₁(C)/J₃(C)随C值的变化示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供一种PZT调制系数测试装置，包括：

一窄线宽半导体激光器a，所述的窄线宽半导体激光器a是窄线宽光纤激光器，用于提供PZT调制系数测试装置工作的光源。

一光隔离器b，其输入端与窄线宽半导体激光器a的输出端连接，用于减小光纤中后向散射光对窄线宽半导体激光器a的影响，保证窄线宽半导体激光器a长期稳定的工作；

一迈克尔逊干涉仪c，其第一输入端与光隔离器b的输出端连接，所述的迈克尔逊干涉仪c是带偏振控制的马赫曾德干涉仪，用于产生受到载波调制的干涉信号；

一光电探测器d，其输入端与迈克尔逊干涉仪c的输出端连接，用于将接收到的干涉信号转为模拟电信号；

一数据采集卡e，其第一输入端与光电探测器d的输出端连接，用于将接收到的模拟电信号转换为数字电信号；

一数据处理系统f，其输入端与数据采集卡e的输出端连接，所述数据处理系统f是PC、DSP或FPGA数据处理系统，用于将接收到的数字电信号经过运算得到PZT调制系数；