基于激光调频连续波技术的高精度温度测量系统

摘要

传统的光纤法布里—珀罗（FPI）传感器主要基于光谱解调（光谱仪与宽带光源的组合），其温度的测量精度受限于光谱仪的分辨率，测量精度在1℃左右。本论文提出了一种新型的高精度、低成本解调方案。该技术基于激光调频连续波（FMCW）原理。FMCW技术一直被用来解调非本征型的光学位移和位置传感，本论文首次将它运用于本征型光纤温度传感。
　　本论文首先详细讲解了FMCW技术的形成机理和应用方法，接着根据理论分析搭建了一套完整的实验系统进行实验验证，其中搭建该实验系统是本论文的难点和重点，它涉及到如下几个重要方面：传感器分析与制作、激光器选择与测试、高精度温度控制系统的制作、光电探测器的制作、实验数据分析与处理。然后使用搭建好的实验系统进行温度传感解调实验和传统解调方式的对比实验，最后通过分析实验结果得出了最终结论：用FMCW技术进行光纤温度传感的解调比传统的宽带光源与光谱仪组合进行光纤温度传感解调，其精度要提高将近100倍。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 主要研究内容

2 FMCW原理

2.1 光的干涉

2.2 基于锯齿波的FMCW干涉

2.3 本章小结

3 实验系统的搭建

3.1 整体系统架构

3.2 各个部分功能实现

3.3 整体系统的协调性工作

3.4 本章小结

4 实验过程与结果

4.1 实验内容与步骤

4.2 实验数据分析与处理

4.3 对比实验

4.4 实验总结与误差分析

4.5 实验注意事项

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

作者简历