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功率放大器在光纤白光干涉的微振动绝对测量中的应用

Aigtek安泰电子 2022-02-10 09:32 次阅读


实验名称:

功率放大器在光纤白光干涉的微振动绝对测量中的应用

测试目的:

验证所提出的压缩感知光纤白光干涉技术的有效性,实现高精度全光纤振动监测。

测试设备:

信号发生器,ATA-105功率放大器,压电陶瓷换能器,可编程光纤激光干涉解调仪等。

实验内容:

光纤端面与粘贴了金镜的压电陶瓷之间形成低精细法布里-珀罗干涉腔。信号发生器产生的正弦信号经过安泰电子ATA-105型功率放大器放大后加载到压电陶瓷换能器上,驱动压电陶瓷换能器高频振动。不同于常规光纤白光干涉的线性波长扫描,该方案控制可编程激光器进行随机波长采样,通过压缩感知重构算法重构每一个采样点的干涉光谱,进而解调获得法布里-珀罗干涉仪的绝对腔长。

实验过程:

如图1所示,信号发生器输出频率为20kHz的正弦波信号,经过ATA-105型功率放大器后加载到压电陶瓷换能器,驱动压电陶瓷换能器产生相同频率的振动。

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图1

以500 kHz的波长切换速度,按照内置在激光器驱动模块内的随机波长序列对调制光栅Y分支激光器进行快速、离散波长调制,并同步采集对应的干涉光强。一段时间内采集到的压缩采样干涉光谱数据如图2所示。


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图2

实验结果:

基于压缩采样原理,将图2中采集到的光谱数据进行重构,得到图3的随时间变化的二维光谱。在每一个采样时间点都可以得到一条完整的重构光谱。


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图3

图4显示了3个时间点上重构的干涉光谱,通过该干涉光谱和常规的白光干涉腔长解调算法,便能够得到法布里-珀罗腔的绝对腔长。腔长波形如图5所示。该方案可实现全光纤、非接触式高频振动测量,压缩感知原理的应用,大幅提高了光谱采样率。

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图4

功率放大器ATA-105参数指标:

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