LED光源对空间扫描光纤法布里珀罗传感器解调影响研究

"该研究探讨了空间扫描型光纤法布里珀罗传感器解调过程中LED光源参数的影响。通过恢复单色频率绝对相位解调算法，建立光源中心波长变化与解调值的数学模型，并进行了实验验证。研究发现光源光功率、光谱变化会直接影响压力解调值的准确性，光源光谱红移会因温度升高导致解调误差，解调值与光源中心波长呈二次函数关系。在140 kPa的压力范围内，保持0.1%的解调误差需确保光源光谱中心波长波动小于1.79纳米。" 本文深入分析了空间扫描型光纤法布里珀罗传感器的解调技术，重点关注了光源参数对其性能的影响。法布里珀罗传感器是一种基于光纤光学原理的高灵敏度传感器，利用低相干干涉效应来检测物理量的变化，如压力、温度等。在本研究中，采用的是LED光源，因其成本低、稳定性好而被广泛应用于光纤传感系统。 研究中提到的恢复单色频率绝对相位解调算法是解调法布里珀罗传感器信号的关键步骤，它能准确地提取出传感器的相位信息，从而获得待测参数。然而，光源的输出参数，如光功率和光谱特性，会显著影响解调的精度。实验结果显示，光源光功率的增加或减少会导致解调值的误差，这可能是由于光源强度变化影响了干涉信号的质量和信噪比。 另一方面，随着温度的升高，LED光源会发生红移，即其发射光谱的中心波长向长波方向移动，这种现象会导致解调值出现误差。这是因为法布里珀罗腔的反射峰位置对光源的中心波长非常敏感，任何微小的波长变化都会引起相位变化，进而影响解调结果。 为了减小这些影响，研究人员建立了相位解调值与光源中心波长之间的二次函数关系模型。根据这个模型，他们确定在140 kPa的压力范围内，要保证解调误差在0.1%以内，光源光谱中心波长的允许波动范围应小于1.79纳米。这一结论对于优化传感器设计、提高系统稳定性和精度具有重要意义。 此研究揭示了LED光源参数对空间扫描型光纤法布里珀罗传感器解调性能的具体影响，为实际应用中光源的选择和控制提供了理论依据。同时，这也为未来开发更精确、更稳定的光纤传感系统提供了新的思路。