功率放大器在光纖白光幹涉的微振動絕對測量中的應用
實驗名稱:功率放大器在光纖白光幹涉的微振動絕對測量中的應用
研究方向:
幹涉型光纖振動傳感。提出了一種基于壓縮傳感 (Compressed sensing) 原理的光纤白光干涉动态测量技术(CS-WLI)。法布里-珀罗振动传感器随时间变化的干涉光谱被认为是关于激光波长和时间的二维 (2D) 信号,可以在测量过程中使用可编程半导体激光器进行压缩采样。CS重构后的光谱采样率等于随机波长调制频率。纳米级振动实验验证了该方案的有效性。
測試目的:驗證所提出的壓縮感知光纖白光幹涉技術的有效性,實現高精度全光纖振動監測。
測試設備:信號發生器,ATA-105功率放大器,壓電陶瓷換能器,可編程光纖激光幹涉解調儀
實驗內容:
光纖端面與粘貼了金鏡的壓電陶瓷之間形成低精細法布裏-珀羅幹涉腔。信號發生器産生的正弦信號經過安泰電子ATA-105型功率放大器放大後加載到壓電陶瓷換能器上,驅動壓電陶瓷換能器高頻振動。不同于常規光纖白光幹涉的線性波長掃描,該方案控制可編程激光器進行隨機波長采樣,通過壓縮感知重構算法重構每一個采樣點的幹涉光譜,進而解調獲得法布裏-珀羅幹涉儀的絕對腔長。
實驗過程:
如圖1所示,信號發生器輸出頻率爲20kHz的正弦波信號,經過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。以500 kHz的波长切换速度,按照内置在激光器驱动?槟诘乃婊ǔば蛄卸缘髦乒庹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圖2所示。
測試結果:
基于壓縮采樣原理,將圖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。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。腔长波形如圖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。
放大器在該實驗中發揮的效能:驅動壓電陶瓷産生振動信號
您選擇該放大器的原因:滿足當前應用需求,小型化,性價比高
實驗中所用到的ATA-105功率放大器參數指標:
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