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測量技術(CS-WLI)。法布里-珀羅振動傳感器隨時間變化的干涉光譜被認為是關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體激光器進行壓縮采樣。CS重構后的光譜采樣率等于隨機波長調制頻率。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，可編程光纖激光干涉解調儀

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里-珀羅干涉腔。信號發生器產生的正弦信號經過安泰電子ATA-105型功率放大器放大后加載到壓電陶瓷換能器上，驅動壓電陶瓷換能器高頻振動。不同于常規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干涉光譜，進而解調獲得法布里-珀羅干涉儀的絕 對腔長。

實驗過程:

如圖1所示，信號發生器輸出頻率為20kHz的正弦波信號，經過ATA-105型功率放大器后加載到壓電陶瓷換能器，驅動壓電陶瓷換能器產生相同頻率的振動。以500 kHz的波長切換速度，按照內置在激光器驅動模塊內的隨機波長序列對調制光柵Y分支激光器進行快速、離散波長調制，并同步采集對應的干涉光強。一段時間內采集到的壓縮采樣干涉光譜數據如圖2所示。

測試結果：

基于壓縮采樣原理，將圖2中采集到的光譜數據進行重構，得到圖3的隨時間變化的二維光譜。在每一個采樣時間點都可以得到一條完整的重構光譜。圖4顯示了3個時間點上重構的干涉光譜，通過該干涉光譜和常規的白光干涉腔長解調算法，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。該方案可實現全光纖、非接觸式高頻振動測量，壓縮感知原理的應用，大幅提高了光譜采樣率。

放大器在該實驗中發揮的效能：驅動壓電陶瓷產生振動信號

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：

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布，西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國內專業從事測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業。公司致力于功率放大器、計量校準產品、線束測試儀等產品為核心的相關行業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 已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試 用。如想了解更多實驗方案，請持續關注安泰電子官網www.aigtek.com。