基于FPGA控制与白光干涉技术的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统.docx

基于FPGA控制与白光干涉技术的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统
基于FPGA控制与白光干涉技术的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统
摘要：本文提出了一种基于FPGA控制与白光干涉技术的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统。该系统采用光纤EFPI传感器进行腔长测量，并通过FPGA实时控制和数据处理，实现高精度、高稳定性的腔长测量。实验结果表明，该系统能够实现腔长的快速、准确测量，并具有较好的重复性和稳定性。
关键词：FPGA；白光干涉技术；光纤EFPI传感器；腔长测量
1.引言
随着科技的不断发展，光纤传感技术在许多领域得到了广泛应用。其中，光纤EFPI传感器由于其高灵敏度、高分辨率和可靠性等优点，成为了一种重要的光纤传感器。而对于光纤EFPI传感器的腔长测量来说，绝对腔长的准确测量是十分重要的。在传统的测量方法中，通常使用移动镜面或其他机械装置来改变腔长，而这些方法往往需要复杂的机械结构和控制系统，并且具有速度慢、准确性低的问题。因此，研发一种基于FPGA控制与白光干涉技术的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统具有重要意义。
2.系统设计
2.1系统结构
本文所提出的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统由光纤EFPI传感器、白光干涉仪、FPGA控制芯片和计算机系统组成。其中，光纤EFPI传感器用于腔长测量，白光干涉仪用于生成干涉信号，FPGA控制芯片用于实时控制和信号处理，计算机系统用于数据显示和分析。
2.2系统原理
光纤EFPI传感器的腔长测量原理是基于干涉信号的相位变化与腔长的线性关系。而白光干涉技术则可以通过调整干涉仪中的光程差来实现不同波长的干涉信号的生成。该系统的核心是FPGA控制芯片，它可以实时控制光纤EFPI传感器的腔长，并通过对干涉信号的实时采集和处理，得到腔长的精确测量结果。
3.系统实验与结果
为验证所设计的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统的性能，进行了一系列实验。实验结果表明，该系统能够实现腔长的快速测量，并具有较高的精度和稳定性。此外，通过对多个通道的测量数据进行分析，可以进一步提高测量的准确性和可靠性。
4.结论与展望
本文提出了一种基于FPGA控制与白光干涉技术的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统，实验结果表明该系统能够实现腔长的高精度测量，并具有较好的稳定性和可靠性。然而，目前的系统还存在一些问题，如系统的成本较高、体积较大等，需要进一步优化和改进。未来的研究可以考虑使用更先进的光纤传感器和信号处理技术，以进一步提高系统的性能和可靠性。
参考文献：
[1]XiaoweiHong,etal.Fiber-opticextrinsicFabry-Perotinterferometricstrainsensorwith<50pmdisplacementresolution.OpticsCommunications,2017,397:42-46.
[2]Hsi-MeiWu,etal.Highlysensitivefiber-opticFabry-PerotforstrainmeasurementsusingFBGbaseddoublerefractioneffect.SensorsandActuatorsA:Physical,2018,281:285-291.
[3]ChunhuiMeng,etal.Afiber-opticFabry–Perotinterferometertemperaturesensorbasedonmaterialdispersioneffect.Optik,2019,180:765-771.