MOEMS三分量加速度地震检波装置新技术研究

针对非电动型检波器的研究建立三分量光弹波导光电集成地震检波技术和数学模型，采用加速度引起的惯性力与简谐振子相垂直及差动检测新技术的设计方法，有效消除三分量加速度检波器交叉轴灵敏度的影响。推导出三维光电集成加速度地震检波中各分量间耦合干扰理论，实现交叉轴灵敏度理论值为零的三维光电集成加速度地震检器总体结构设计；提出一种利用集成光学和微机械技术相结合的实验新技术方法，将Y分支波导、波导偏振器、波导相位调制与温度补偿器在LiNbO3基底单片集成并与波导M-Z干涉仪、三维质量块、光源、光探测器、信号处理电路混合集成。克服以往各种加速度检波器稳定性差、带宽不够，受电磁干扰不足，具有体积小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰等独特优点，特别适应对加速度检波器性能要求较高地震勘探，为非电动型检波器研究和检波器核心集成开拓新领域,尤其能解决减灾防灾,惯性导航及地球物理勘探，国防精细勘探难题。

本课题主要是针对MOEMS三分量加速度地震检波装置新技术及相应问题进行研究。 经过三年的努力，圆满完成预定任务，主要成果有:.① 完成了双M-Z干涉仪中Y分支波导设计；将分支波导的纯弯曲损耗降至最低，并将两个不同半径的圆弧合并时产生的耦合损耗降至最低，略去分支波导端点处与直波导连接的过渡损耗，设计Y分支的关键问题是降低由于分支处的相位和场失配造成的功率损耗。三分量加速度地震检波器的响应特性和简谐振子的有限元法分析。.②完成了MOEMS三分量加速度地震检波装置的数字信号处理部分的设计，该数字信号处理系统以DSP为核心，配置相应的外围电路，实现信号的采集和处理。数字处理系统的硬件设计：主要有模拟电路的硬件设计和数字电路的硬件设计两部分组成. ③研究解决了MOEMS三分量加速度地震检波装置系统数据的输出存在的耦合问题，提出了解耦的方法。研究了三分量集成光波导加速度传感器中的三维振子之间的相互耦合问题并设计了解耦方法，并通过MATLAB仿真来验证所设计的解耦方法，并对实验结果进行了分析。