Название эксперимента: Применение усилителя мощности для абсолютного измерения микровибраций интерференции белого света оптического волокна

Направление исследований: Интерференционное зондирование вибрации оптического волокна. В данной статье предлагается технология динамического измерения интерференции оптоволоконного белого света (CS-WLI), основанная на принципе сжатого зондирования. Изменяющийся во времени спектр помех вибрационного датчика Фабри-Перо рассматривается как двумерный (2D) сигнал по отношению к длине волны лазера и времени и может быть сжато отобран с помощью программируемого полупроводникового лазера в процессе измерения. Частота дискретизации спектра после восстановления CS равна частоте модуляции случайной длины волны. Эксперименты с наноразмерной вибрацией подтвердили эффективность этого решения.

Цель испытания: проверить эффективность предлагаемой технологии интерференции белого света на основе сжатого чувствительного оптического волокна и обеспечить высокоточный мониторинг вибрации по всему волокну.

Испытательное оборудование: генератор сигналов, усилитель мощности SLA-5-25, пьезоэлектрический керамический преобразователь, программируемый волоконный лазерный демодулятор помех и т.д.

Содержание эксперимента: Между торцом волокна и пьезоэлектрической керамикой, оклеенной золотым зеркалом, образуется низкоточная интерференционная полость Фабри-Перо. Синусоидальный сигнал, генерируемый генератором сигналов, усиливается усилителем мощности Antai Electronics SLA-5-25 и затем подается на пьезокерамический преобразователь, заставляя пьезокерамический преобразователь вибрировать на высоких частотах. В отличие от линейного сканирования по длине волны при обычной интерференции белого света оптического волокна, эта схема управляет программируемым лазером для выполнения выборки случайных длин волн, восстанавливает спектр помех в каждой точке выборки с помощью алгоритма восстановления сжатого измерения, а затем демодулирует его для получения интерферометра Фабри-Перо. Абсолютная длина полости.

Экспериментальный процесс: Как показано на рисунке 1, генератор сигналов выдает синусоидальный сигнал с частотой 20 кГц, который загружается в пьезоэлектрический керамический преобразователь после прохождения через усилитель мощности SLA-5-25 и приводит в действие пьезоэлектрический керамический преобразователь для генерации синусоидального сигнала той же частоты. вибрация. При скорости переключения длин волн 500 кГц Y-образный лазер с модуляционной решеткой быстро и дискретно модулируется в соответствии со случайной последовательностью длин волн, встроенной в модуль лазерного драйвера, и одновременно регистрируется соответствующая интенсивность интерференционного света. Сжатые выборочные данные о спектре помех, собранные за определенный период времени, показаны на рисунке 2.

Результаты теста:
Основываясь на принципе сжатой выборки, спектральные данные, собранные на рисунке 2, реконструируются для получения двумерного спектра, изменяющегося со временем на рисунке 3. Полный восстановленный спектр может быть получен в каждый момент времени выборки. На рисунке 4 показаны восстановленные спектры интерференции в трех временных точках. С помощью этого интерференционного спектра и обычного алгоритма демодуляции длины резонатора интерференции белого света можно получить абсолютную длину резонатора Фабри-Перо. Форма волны длины резонатора показана на рис. 5. Это решение позволяет осуществлять бесконтактное измерение высокочастотных вибраций по всему волокну, применять принцип сжатого зондирования и значительно увеличивать частоту дискретизации спектра.

Производительность усилителя мощности SLA-5-25 в этом эксперименте: управление пьезоэлектрической керамикой для генерации вибрационных сигналов.