功率放大器在光纤白光干涉的微振动**测量中的应用

时间：2022-04-29

实验名称：功率放大器在光纤白光干涉的微振动**测量中的应用

研究方向：

干涉型光纤振动传感。提出了一种基于压缩传感 (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。

测试目的：验证所提出的压缩感知光纤白光干涉技术的有效性，实现高精度全光纤振动监测。

测试设备:信号发生器，ATA-105功率放大器，压电陶瓷换能器，可编程光纤激光干涉解调仪

实验内容:

光纤端面与粘贴了金镜的压电陶瓷之间形成低精细法布里-珀罗干涉腔。信号发生器产生的正弦信号经过安泰电子ATA-105型功率放大器放大后加载到压电陶瓷换能器上，驱动压电陶瓷换能器高频振动。不同于常规光纤白光干涉的线性波长扫描，该方案控制可编程激光器进行随机波长采样，通过压缩感知重构算法重构每一个采样点的干涉光谱，进而解调获得法布里-珀罗干涉仪的**腔长。

实验过程:

如图1所示，信号发生器输出频率为20kHz的正弦波信号，经过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模块内的随机波长序列对调制光栅Y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图2所示。

测试结果：

基于压缩采样原理，将图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**腔长。腔长波形如图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。

放大器在该实验中发挥的效能：驱动压电陶瓷产生振动信号

您选择该放大器的原因：满足当前应用需求，小型化，性价比高

实验中所用到的ATA-105功率放大器参数指标：

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