[发明专利]基于移相信号调制的光纤干涉型传感调制解调方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于移相信号调制的光纤干涉型传感调制解调方法及装置，包括激光光源、隔离器、相位调制器、2x2耦合器、参考臂、信号臂、法拉第旋光镜、信号发生器、光电转换器、数据采集模块、数据处理模块和微振动台，利用对激光光源的高速脉冲相位调制，在光纤传感器的输出端实现多路移相信号的产生，配合多路移相算法的解调方法，实现光纤传感器的振动相位解调。该调制解调方法光路简单，解调电路简单，实时性高，精度高，动态范围广，抗环境干扰能力强。

主权项

1.一种基于移相信号调制的光纤干涉型传感调制解调方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1、打开激光光源(1)和微振动台(12)，激光光源(1)发出的光依次经过隔离器(2)和相位调制器(3)，形成经相位调制的激光光束；步骤2、经过相位调制的激光光束经过耦合器(4)，同时进入其参考臂(6)和信号臂(5)，参考臂(6)和信号臂(5)设置在微振动台(12)上，设参考臂(6)长为L₁，信号臂(5)长为L₂，且L₁＜L₂，信号臂(5)和参考臂(6)末端分别与法拉第旋光镜(7)连接，经法拉第旋光镜(7)反射后，返回耦合器(4)，经耦合器(4)产生干涉信号，并从耦合器(4)的输出端输出至光电转换器(9)，光电转换器(9)接收干涉信号，设光通过参考臂(6)的时间为t₁，光通过信号臂(5)的时间为t₂，时间差Δt＝t₂‑t₁，则干涉光强I(t)如下式设振动信号的振动周期为T_S，脉冲调制信号的周期T＜＜T_S，所以认为在0＜t＜T这个时段内，振动信号在时域内保持不变；k为整数，T表示脉冲信号的周期，τ为一个周期内调制的脉冲宽度为τns；令合相位其中为初始相，为漂移相，表示振动信号相；步骤3、光电转换器(9)将干涉信号转换为光强电信号，数据采集模块(10)采集光强电信号，并将其送入数据处理模块(11)，数据处理模块(11)通过标定相位调制信号和接收信号的延时，来获取三路移相的光强信号I₁，I₂，I₃，于是有根据三步移相算法，解得步骤4、去除θ的初始直流相和漂移相，解调出连续的振动信号相