提出了一种光纤干涉仪动态相移测量的新方法。该方法无需对光源进行调制, 直接利用干涉信号的直流量和一次谐波分量, 通过构造匹配函数的方法求解动态相移, 实现了无源零差检测, 而且具有信号解调简单、工作频带宽等特点。为了验证该方法的有效性, 搭建了一个全保偏Mach-Zehnder光纤干涉仪系统, 对压电陶瓷(PZT)产生的模拟动态相移进行求解。结果表明, 求解得到的动态相移幅度与加载在PZT上的电压具有很好的线性关系, 这与PZT的低频小信号特性一致。最后将该方法用于干涉型光纤水听器声压相位灵敏度频响的测量, 实验结果与采用相位载波调制解调方法获得的结果基本吻合。

提出了一种基于光源频率调节的干涉型光纤水听器主动相位补偿的信号检测方法。详细介绍了该方法的基本检测原理,对信号解调误差进行了理论分析与仿真。为了验证该方法的可行性,搭建了实验系统,并编写了实时的信号采集、处理程序,对某一干涉型光纤水听器的声压灵敏度进行了测试。在频带20 Hz～1.3 kHz上,平均声压灵敏度为-162.2 dB(0 dB=1 rad/μPa),波动小于±0.8 dB,与采用相位载波调制解调方法测量的结果基本吻合。实验结果证明该方法是有效的。由于传感部分不含有源器件,便于实现全光纤化,且解调算法简单、检测频带宽,该方法能被广泛应用到各种干涉型光纤传感器的信号检测当中。

提出了一种用于干涉型光纤传感器动态相移测量的J0-J1法, 实现了无源零差检测, 而且信号解调算法简单, 检测频带宽。详细介绍了该方法的基本检测原理, 并对解调误差进行了理论分析与仿真, 得出了系统能够检测的最大动态相移幅度与干涉仪的工作点允许变化的范围相互制约的结论。编写了实时的信号采集、处理程序, 对某一干涉型光纤水听器探头的声压灵敏度进行了测量。在频带20～1300 Hz上, 平均声压灵敏度为-162 dB(0 dB=1 rad/μPa), 波动<±1.0 dB, 单频点500 Hz的灵敏度变化<±0.5 dB, 与采用相位载波(PGC)调制解调法测量的结果基本一致, 验证了J0-J1法的可行性。

本文结合光纤传感器测弱磁场,讨论了含源零差检测系统的模型、电路、自适应相位跟踪及有关分析,并给出了相应的仿真结果。