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基于MEMS薄膜的光纤EFPI声波传感器具有结构紧凑、体积小、无源无金属、灵敏度高和抗电磁干扰等优良特点,在高压变电监测、工业异常声响预警、军事声波雷达和安防侦听等领域具有巨大的应用潜力。但是目前针对光纤EFPI声波传感器的强度解调方案一般采用反馈机制去调节波长使解调工作点位于线性区间之内,存在反馈调节复杂、解调实时性差等缺陷,还有就是在应对干涉光谱温度漂移和探头一致性差等关键问题时解调稳定性和可靠性无法保证,严重地限制了光纤EFPI声波传感器的批量实用化能力。本论文主要针对基于MEMS氮化硅薄膜的光纤EFPI声波传感器研究,主要工作内容和成果如下:(1)介绍了基于MEMS薄膜的光纤EFPI声波传感器的结构和工作机理,重点分析了光纤MEMS声波传感器的干涉光谱特性,通过实验测得了传感器在不同腔长条件下的干涉光谱,得出了该传感器在腔长约为100um时具有最大的干涉条纹对比度约为16dB,选择该腔长为传感器的最佳初始腔长。(2)提出了一种三波长自适应强度解调算法,从理论上证明了该算法可以有效解决强度解调因为温漂和传感器探头一致性差导致的静态工作点消隐或者严重失真的问题,同时保证了最差解调灵敏度不会低于最佳解调灵敏度的86.6%,提高了光纤EFPI声波传感器的解调稳定性和实用性。(3)设计和搭建了基于三波长自适应强度解调法的光纤EFPI声波传感器系统,包括光源、密集型波长复用器、光电探测器等光电器件的规则参数选型和匹配及其噪声分析,设计和制作了低速AD7606和高速AD9226两款ADC数据采集卡,并根据FPGA核心板配置了声卡、网卡等外设设备,优化了系统的集成组装结构,形成了一套完整的小型化、实用化、产品化光纤声波探测设备。(4)基于Xilinx ZYNQ异构SOC设计和实现了一套数字化信号解调和处理方案,包括三波长自适应强度解调算法的FPGA实现和ARM端人机交互软件的开发。其中,设计了一种基于抽取滤波器的过采样模块使系统信噪比相对于直接采样提高了约6dB,在实现FIR数字滤波器时提出了一种基于时分复用思想的串行结构设计方法,使高阶的数字滤波器耗费的硬件数字信号处理单元大大减少,在FPGA和ARM之间的通信问题上采用了一种基于AXI DMA的高速数据交互方式。整套系统从信号解调到人机交互功能完善,资源消耗和功耗极大优化。(5)开展了可听声与标准电学麦克风标定的性能测试实验,根据实验数据测得了光纤MEMS声波传感器的解调灵敏度高达830.5mV/Pa(1KHz),信噪比为74.57dB(1KHz/80.5dBA),动态范围为0.54mPa-0.635Pa(1KHz/THD<3%)等关键参数,并进行了抗干涉光谱温漂解调实验和传感器探头随机抽查解调实验。在温漂解调实验中得到了三波长自适应强度解调法在10℃-60℃的温度变化区间内最差解调效果为最佳解调效果的85.9%,在传感器探头随机抽查解调实验中测得了各探头最差解调效果为最佳解调效果的84.68%,基本与理论值一致,进一步验证了三波长自适应强度解调法的稳定性和可靠性。