基于耦合谐振腔干涉仪的相位调制技术

摘要

随着现代光学以及光纤技术的高速发展,光学传感技术无论在军事方面(如惯性导航,制导等)还是在民用方面(如生物传感,温度测量等)都有着极其深远的应用。而光纤耦合谐振腔的出现,以他结构多样,外形尺寸小,高色散,高Q值等特性,使光学传感技术向着灵敏度更高,结构更紧凑的方向又迈近了一步。但是针对基于耦合谐振腔的干涉仪在很多关键技术上还没有实现突破,这就严重影响了传感系统的器件化,批量化生产。本文先分析了目前国内外研究状况,并通过分析研究指出了相位调制技术的不完善是造成光学传感系统诸多缺点的关键,确定文章的研究重点。
　　首先,本文从耦合谐振腔的基础理论以及Sagnac效应理论出发,建立了耦合谐振腔Sagnac干涉仪瞬态响应理论,并在此理论的基础上分析了耦合谐振腔Sagnac干涉仪优势与劣势。
　　其次,针对其在小转速下灵敏度几乎为0的缺陷,提出了一套完整的,有效的相位调制技术理论。从理论上证明了在加入了周期T=2τRT,振幅ψpm=π/2的方波相位调制函数之后,耦合谐振腔Sagnac干涉仪的传感特性得到了显著的提高,其中包括输出特性,灵敏度,系统环长等方面。
　　最后,又对耦合谐振腔M-Z干涉仪系统进行研究,分析了其传输特性,从光学传感,光学开关等两个方面介绍了相位调制技术对M-Z干涉仪的这两个应用的重要意义与影响,并在实验上验证了结论的正确性。

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第1章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究现状及分析

1.3本论文主要研究内容

1.4本章小结

第2章 耦合谐振腔Sagnac干涉仪相位调制技术理论模型的建立

2.1 Sagnac效应原理

2.2耦合谐振腔Sagnac干涉仪的传输特性

2.3耦合谐振腔Sagnac干涉仪相位调制技术的理论研究

2.4本章小结

第3章 相位调制技术对耦合谐振腔Sagnac干涉仪优化效果研究

3.1相位调制技术对耦合谐振腔Sagnac干涉仪输出特性的影响

3.2相位调制技术对耦合谐振腔 Sagnac 干涉仪检测灵敏度的影

3.3相位调制技术对耦合谐振腔Sagnac干涉仪外形尺寸的影响

3.4本章小结

第4章 耦合谐振腔M-Z干涉仪的相位调制技术与意义

4.1耦合谐振腔M-Z干涉仪的传输特性

4.2相位调制技术对耦合谐振腔M-Z干涉仪各功能的影响效果

4.3耦合谐振腔M-Z干涉仪相位调制实验验证

4.4本章小结

结论

参考文献

声明

致谢