基于傅里叶变换相位解调机制的光纤干涉仪传感技术开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

光纤干涉仪传感技术作为一种高精度、高灵敏度的传感技术，在航空航天、石油化工、生物医疗等领域展现出巨大的应用潜力。

其利用光纤作为传感元件，通过测量干涉光信号的变化来感知外界环境参数的变化，具有抗电磁干扰能力强、体积小巧、灵敏度高等优点。

相位解调技术作为光纤干涉仪传感技术的核心，直接决定了系统的测量精度和动态范围。

2. 本选题国内外研究状况综述

光纤干涉仪传感技术自20世纪80年代以来得到了长足的发展，各种类型的干涉仪结构和相位解调技术层出不穷。

其中，傅里叶变换相位解调技术由于其高精度、高分辨率和抗噪声能力强等优点，成为了近年来研究的热点。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题的主要研究内容包括以下几个方面：1.深入研究光纤干涉传感的基本原理，包括光纤干涉的基本原理、常见的干涉仪结构以及相位调制与解调技术。

2.重点研究傅里叶变换相位解调机制，包括其理论基础、在相位解调中的应用以及具体的相位解调算法，分析其优缺点以及适用条件。

3.设计并搭建基于傅里叶变换的光纤干涉仪传感系统，包括光路设计、器件选型、信号处理电路设计以及软件设计。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、仿真模拟和实验验证相结合的方法。

1.理论分析阶段：深入研究光纤干涉仪传感的基本原理和傅里叶变换相位解调机制，推导相关数学模型，为系统设计和性能分析提供理论依据。

2.仿真模拟阶段：利用matlab、comsol等仿真软件，对所设计的光纤干涉仪传感系统进行仿真模拟，优化系统参数，预测系统性能。

5. 研究的创新点

本课题致力于探索基于傅里叶变换相位解调机制的光纤干涉仪传感技术，预期在以下几个方面取得创新性成果：1.高精度相位解调算法研究：针对传统傅里叶变换相位解调算法存在的问题，研究改进算法，提高相位解调精度和稳定性，例如，可以研究基于窗口函数的傅里叶变换算法，以抑制频谱泄漏的影响。

2.新型光纤干涉仪结构设计：探索新型光纤干涉仪结构，例如采用光子晶体光纤、微纳光纤等，以提高传感灵敏度和分辨率，例如，可以研究基于马赫-曾德尔干涉仪的新型结构，以提高传感灵敏度。

3.系统集成化和应用拓展：开发基于傅里叶变换的光纤干涉仪传感系统集成化技术，并将其应用于航空航天、石油化工、生物医疗等领域，例如，可以开发基于微型光纤干涉仪的传感器，用于监测人体生理参数。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘彬,王香,朱丹,等.基于傅里叶变换的相位解调算法研究[j].光电子技术,2020,40(04):250-256.

[2] 陈超,张鹏,张大勇. 基于傅里叶变换的微纳光纤生物传感器研究[j]. 传感技术学报,2020,33(11):1633-1638.

[3] 刘畅,李昕,王兴宇,等. 基于多核dsp的傅里叶域光纤干涉仪解调技术[j]. 光学精密工程,2019,27(03):660-667.