找出洩漏點的位置是本論文研究的理由，而設計一光纖洩漏偵測系統。因為在以前光纖偵漏系統的研究中，由於架構的特性，形成訊號雜訊比太小，讓偵漏系統的各個特性相當差。而本文提出以馬克-詹德、桑克混合式干涉儀，以本實驗架構的特性，提昇訊號雜訊比到至少 。所以，提供了更加訊號雜訊比。本實驗又加上訊號處理單元，如PTL、PGC等架構。以提昇整個系統的特性，如動態範圍(＞ )、百分比誤差( )等。
本文之研究重點，在於如何以訊號處理單元，提昇偵漏系統的特性。

The reason of the essay research find position of leakage point, and design a fiber optical leakage detection system. The research of fiber optical detection system in past year, because property of structure produce SNR smaller, quality of detection system is too bed. The essay brings to a hybrid Mach-Zehnder & Sagnac interferomtric can improve the SNR to 10dB. Therefore, it provides the better SNR. The experiment is added to signal process, such as PTL, PGC structure. To provide the systematic characteristic, such as dynamic range(60dB), percentage error(0.025%).
The focal of the essay provide leak detection systematic characteristics how we make use of signal process.

摘要 i
致謝 ii
目錄 iii
表目錄 iv
圖目錄 V
符號表 x
第一章 簡介 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 2
1.3論文結構 3
第二章 光纖偵漏系統之感測原理與設計 5
2.1感測原理 5
2.1.1 光纖感測效應 5
2.1.2 干涉現象 6
2.1.3 桑克效應 6
2.1.4 洩漏點之偵測原理 7
2.2 可行性分析 8
2.3 洩漏系統數學分析 9
2.3.1 洩漏點的數學分析 9
2.3.2 元件原理與系統 13
2.3.2.1 光源 13
2.3.2.2 耦合器 14
2.3.2.3 光纖 15
2.3.2.4 法拉第旋轉鏡 16
2.3.2.5 相位調制器 17
2.3.2.6 干涉儀 18
2.3.2.7 偏振控制器 19
2.3.3轉移函數 20
第三章 以解調電路解偵測系統 21
3.1 解調方式與數學分析 21
3.1.1 為何解調與調制訊號 21
3.1.2 解調方式 22
3.1.2.1 被動式零差解調系統 22
3.1.2.2 主動式相位解調系統(PTDC和PTAC) 23
3.1.2.3 外插式偵測系統(HET和SHET) 24
3.1.2.4 相位偵測方式的選擇 25
3.1.3 解調之數學原理 26
3.2 相位追蹤電路 28
3.2.1 電路設計 29
3.2.2 數學分析 30
3.3 相位載波訊號解調電路 30
3.3.1 電路設計 31
3.3.2 數學分析 32
第四章 實驗步驟與結果 33
4.1 實驗單元之特性量測 33
4.1.1 感測單元之特性量測 33
4.1.1.1 相位調制器量測 33
4.1.1.2 光纖耦合器量測 34
4.1.1.3 法拉第旋轉鏡量測 34
4.1.2 信號處理單元之特性量測 35
4.1.2.1 相位追蹤電路量測 35
4.1.2.2 相位載波訊號電路量測 36
4.2 系統之洩漏點量測 36
4.2.1 鎖相放大器 37
4.2.2 相位追蹤電路 37
4.2.3 相位載波訊號解調電路 38
4.2.4 洩漏點位置量測 38
4.3 感測系統之特性量測 38
4.3.1 延遲光纖改變對系統之影響 38
4.3.2 偏振控制器改變對系統之影響 39
4.3.3 調制訊號振幅改變對系統之影響 39
4.4 感測系統之靈敏度與動態範圍量測 40
4.4.1鎖相放大器 41
4.4.2相位追蹤電路 41
4.4.3 相位載波訊號解調電路 42
4.5 問題與討論 42
4.5.1實驗單元特性量測之討論 42
4.5.2系統洩漏點量測之討論 43
4.5.3感測系統特性量測之討論 44
4.5.4感測系統靈敏度與動態範圍量測之討論 45
第五章 結論與未來展望 46
5.1 結論 46
5.2 未來展望 46
5.3 未來研究方向 47
參考文獻 48
附表 50
附圖 55
附錄A 84
附錄B 88
附錄C 89
附錄D 90
中英對照表 92
作者簡介 94
Abstract 95

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