法珀光纤传感器(F-P光纤传感器)是利用光的干涉原理制成的一种光学传感器,因其具有高精度、非接触、小体积、分辨率高、不受电磁干扰等优势,在汽车产业、航天航空、医疗等领域取得了广泛应用。针对F-P光纤传感器的解调,本文根据非扫描相关解调原理设计了光楔式解调系统,该系统采用光纤准直器、鲍威尔棱镜、光楔的组合结构实现了F-P光纤传感器腔长的绝对测量。具体包括以下几个方面:首先,基于F-P光纤传感器的干涉原理,对干涉过程中光是如何作用的进行了分析。根据F-P光纤传感器的原理,对目前几种解调方案优缺点进行了分析和对比,同时根据目前的的研究现状,提出了本课题设计的解调方案:光楔式非扫描相关解调。根据确定的解调方案,推导了相应的数学模型。为了验证数学模型的的正确性和解调方案的可行性,选择了常用的高斯型光源对解调系统输出的相关干涉信号做了仿真实验,通过实验可以看出,仿真结果与预设的F-P光纤传感器腔长一致,以此验证了数学模型的正确性和该解调系统的可行性。然后,根据确定的解调方案,将整个解调系统划分为两个部分:光路部分和电路部分。在光路部分讨论了光源的选择、每个光学器件的选型、光学器件在选型时参数如何选择以及光路搭建等问题。在电路设计中包括电源、CCD驱动、FPGA、AD转换、串口传输五个电路模块。电源模块为整个电路提供各电路需要的电压,FPGA作为电路的核心控制器驱动CCD、AD转换、串口正常工作并完成信号处理,对电路中的每个芯片的参数都进行了说明,同时确定了芯片的具体型号。最后,根据确定的解调方案和选取的各元器件搭建了相应的实验平台。通过设计合理的相关干涉信号峰值算法,确定了峰值对应的像素点位置。再根据标准腔长的F-P光纤传感器对解调系统进行标定,得到F-P光纤传感器腔长与相关干涉信号峰值位置点之间的线性关系,实现F-P光纤传感器绝对腔长的解调。经过实验验证可以得出该系统在60-100μm腔长范围内测量误差不超过0.025%。