功率放大器在光纖白光干涉的微振動絕對測量中的應(yīng)用

實驗名稱：功率放大器在光纖白光干涉的微振動絕對測量中的應(yīng)用

研究方向：

干涉型光纖振動傳感。提出了一種基于壓縮傳感 (Compressed sensing) 原理的光纖白光干涉動態(tài)測量技術(shù)(CS-WLI)。法布里-珀羅振動傳感器隨時間變化的干涉光譜被認(rèn)為是關(guān)于激光波長和時間的二維 (2D) 信號，可以在測量過程中使用可編程半導(dǎo)體激光器進(jìn)行壓縮采樣。CS重構(gòu)后的光譜采樣率等于隨機(jī)波長調(diào)制頻率。納米級振動實驗驗證了該方案的有效性。

測試目的：驗證所提出的壓縮感知光纖白光干涉技術(shù)的有效性，實現(xiàn)高精度全光纖振動監(jiān)測。

測試設(shè)備:信號發(fā)生器，ATA-105功率放大器，壓電陶瓷換能器，可編程光纖激光干涉解調(diào)儀

實驗內(nèi)容:

光纖端面與粘貼了金鏡的壓電陶瓷之間形成低精細(xì)法布里-涉腔。信號發(fā)生器產(chǎn)生的正弦信號經(jīng)過安泰電子ATA-105型功率放大器放大后加載到壓電陶瓷換能器上，驅(qū)動壓電陶瓷換能器高頻振動。不同于常規(guī)光纖白光干涉的線性波長掃描，該方案控制可編程激光器進(jìn)行隨機(jī)波長采樣，通過壓縮感知重構(gòu)算法重構(gòu)每一個采樣點(diǎn)的干涉光譜，進(jìn)而解調(diào)獲得法布里涉儀的絕對腔長。

實驗過程:

如圖1所示，信號發(fā)生器輸出頻率為20kHz的正弦波信號，經(jīng)過ATA-105型功率放大器后加載到壓電陶瓷換能器，驅(qū)動壓電陶瓷換能器產(chǎn)生相同頻率的振動。以500 kHz的波長切換速度，按照內(nèi)置在激光器驅(qū)動模塊內(nèi)的隨機(jī)波長序列對調(diào)制光柵Y分支激光器進(jìn)行快速、離散波長調(diào)制，并同步采集對應(yīng)的干涉光強(qiáng)。一段時間內(nèi)采集到的壓縮采樣干涉光譜數(shù)據(jù)如圖2所示。

測試結(jié)果：

基于壓縮采樣原理，將圖2中采集到的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)，得到圖3的隨時間變化的二維光譜。在每一個采樣時間點(diǎn)都可以得到一條完整的重構(gòu)光譜。圖4顯示了3個時間點(diǎn)上重構(gòu)的干涉光譜，通過該干涉光譜和常規(guī)的白光干涉腔長解調(diào)算法，便能夠得到法布里-珀羅腔的絕對腔長。腔長波形如圖5所示。該方案可實現(xiàn)全光纖、非接觸式高頻振動測量，壓縮感知原理的應(yīng)用，大幅提高了光譜采樣率。

放大器在該實驗中發(fā)揮的效能：驅(qū)動壓電陶瓷產(chǎn)生振動信號

您選擇該放大器的原因：滿足當(dāng)前應(yīng)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(shù)指標(biāo)：

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國內(nèi)專業(yè)從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。公司致力于功率放大器、計量校準(zhǔn)產(chǎn)品、線束測試儀等產(chǎn)品為核心的相關(guān)行業(yè)測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案，Aigtek 已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。如想了解更多實驗方案，請持續(xù)關(guān)注安泰電子.