光纤光栅反射波长移动研究

提出并实验了一种探测光纤光栅波长移动的新方法。该方法用一组与各个传感光纤光栅的参数对应相同的光纤光栅作为滤波元件,用抖动倍频的方法跟踪传感光纤光栅的反射光谱的峰值点,同时采用高分辨率的光栅尺作为系统的读出设备,彻底消除了压电陶瓷的非线性性及滞后性带来的误差,从而得到高精度的测量结果。     

长周期光纤光栅温度传感性能分析

长周期光纤光栅的谐振波长与温度的变化基本呈线性关系,线性拟合的标准差可以表示长周期光纤光栅损耗峰对应波长的波动性。提出了一种初步衡量长周期光纤光栅的温度传感性能优劣的方法,即用长周期光纤光栅温度灵敏度与拟合标准差的比值P的大小来判断长周期光纤光栅的温度传感性能优劣。大量的实验数据证明,长周期光纤光栅温度传感特性的优劣与参数P的大小是一致的,即P值越大则长周期光纤光栅的温度传感特性越好,P值越小则长周期光纤光栅的温度传感特性越差。     

传感用光纤光栅写入技术的研究和发展

为克服目前传感应用领域借用传感性能并不优异的通信用光纤光栅的不足,在总结传感用光纤光栅制作技术的特点和要求基础上,对近年来传感用光纤光栅的制作技术进行了系统回顾,具体分析了耐高温、高机械强度、增敏/去敏等常见传感用布喇格光纤光栅的写入技术以及紫外曝光、机械变形、红外激光逐点写入等传感用长周期光纤光栅的制作方法,最后对传感用光纤光栅制作技术的发展方向进行了预测。     

光纤光栅传感器信号解调方法的研究

分别介绍了几种典型解调方法的工作原理、性能和特点,给出了其工作原理图,并对各种解调方法的优缺点进行了论述.提出了一种基于CCD的光纤光栅传感解调系统,该系统采用反射式成像系统,用CCD作为探测器,并利用可编程逻辑器件FPGA设计驱动电路和信号处理电路,实现了一种体积小、结构简单、解调速度快、可以实时测量的波长解调系统,为光纤光栅解调技术的实际应用和光纤光栅传感解调系统的设计提供了理论依据.     

光纤光栅传感技术的优势与应用

从光纤传感技术的优势出发,介绍了一种新型功能强大的光纤传感技术-光纤光栅传感器.着重论述了分布式光纤光栅的关键技术和光纤光栅传感器产品的应用情况,分析了光纤传感技术的未来发展趋势.     

新型光纤光栅传感器的设计

论述了光纤光栅传感器的传感机理.从单参数、双参数及多参数传感的角度,深入研究了光纤光栅传感器的设计方法.探讨了光纤光栅敏化与封装技术.举实例阐述了新型光纤光栅传感器的设计方法及实现途径.     

光纤光栅传感特性的研究

通过对光纤光栅传感技术的研究,分析了光纤光栅的温度、应变传感特性,对光纤光栅的应变.温度传感特性进行了实验研究,论证了光纤光栅传感技术用于应变测量的可行性。     

光纤光栅传感系统信号解调技术的研究

光纤光栅传感是光纤光栅的重要应用之一,波长信号的解调是实现光纤光栅传感网络的关键。介绍了布喇格光纤光栅(FBG)传感的基本原理,对比FBG说明了长周期光纤光栅(LPG)的特点。阐述了基于长周期光栅的布喇格光纤光栅的解调技术,详细阐述了用长周期光纤光栅来解调布喇格光纤光栅的具体方案及技术。     

光纤光栅紫铜片封装结构及温度敏感特性研究

研究了光纤布拉格光栅的封装及其布设工艺,以及封装后的传感理论,提出并实现了一种光纤布拉格光栅的封装工艺,即用导热性能良好的紫铜片对光纤布拉格光栅进行封装,这种封装结构简单小巧.通过实验对裸光栅和封装后光纤布拉格光栅的温度传感特性进行了研究.研究表明:经过紫铜片封装的光纤布拉格光栅,其温度灵敏系数比裸光纤光栅的提高了2.94倍,有助于提高解调设备的温度分辨率,可以探测到0.03℃的温度变化,且重复性好;该封装结构利用了紫铜的耐腐蚀性,适用于分布式传感网络,便于工程应用.     

光子晶体光纤光栅在生物和化学传感器领域研究进展

在介绍长周期光纤光栅(LPFG)传感应用的基础上,讨论了长周期光子晶体光纤光栅(PCF-LPG)的主要应用及其最新的进展.从光子晶体光纤(PCF)结构特性出发,讨论了长周期光子晶体光纤光栅的工作原理、理论模型、分析方法、写入方法以及其在生物化学传感方面的最新应用.展望了长周期光纤光栅在生物化学传感领域的应用.     

基于游标原理的可调谐分布反射全光纤激光器

报道了一种新型全光纤离散可调谐分布反射(DBR)光纤激光器。光纤激光器为短腔结构,其有源区采用Er-Yb共掺单模光纤,有源光纤长度为6 cm。激光器采用两组级联光纤布拉格光栅(FBG)为反射腔镜,前腔镜各级联光纤布拉格光栅的布拉格波长间隔为1 nm,后腔镜为0.8 nm,利用游标原理,通过对前腔镜级联光纤布拉格光栅进行机械调谐,使前后腔镜各反射波长分别对准,实现了四个固定波长间隔为0.8 nm的离散调谐。这种光纤激光器具有波长调节准确,调谐速度快,成本低的优点,可用于作为多波长光纤传输系统的发射光源或系统检测光源,进一步增加级联光栅的组数可实现更大调谐范围。     

基于F-P滤波器的光纤光栅解调系统的优化设计

为了提高基于法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)滤波器的光纤光栅波长解调系统的性能,提出了一种采用新型光纤梳状滤波器作为参考波长装置的解调方案.新型光纤梳状滤波器由两个啁啾光栅和一个光耦合器组成,与传统的参考光栅相比可以为解调系统提供更多的参考点.优化后的解调系统重复性好,运行更稳定、精确.     

Bragg光纤光栅构成的合成光源进行位移测量的研究

给出了一种基于布喇格光纤光栅技术进行位移测量的方法.合成光源由宽带光源经不同的布喇格光栅而得到,波长稳定性由温度稳定器进行控制.合成光源的波长要比常规光源的波长长,所以允许的光程差测量范围提高了几百倍.布喇格光纤光栅的波长准确性提高了干涉仪的测量准确性.此外,本文还利用了光外差法马赫-曾德干涉仪精密测量位移变化.     

温度及应力变化对光纤光栅布喇格波长的影响

着重讨论温度对光纤光栅的稳定性和反射谱的影响。分析了温度变化引起光纤光栅布喇格波长漂移的机理,为提高光纤光栅稳定性,对布喇格波长的温度漂移进行应变补偿。     

温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响

设计建立了一套光纤光栅温度传感实验装置,研究了温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响。分别对升温和降温过程中光纤光栅反射波长进行了测试,得到了升温和降温过程每度反射波中心波长平均漂移量,分析讨论了波长漂移与温度的变化方向的关系和温度传感响应速度等问题。结果表明,光纤光栅温度传感器响应速度很高,反射波长漂移量与温度具有比较好的线性关系,且与温度的变化方向无关。     

基于磁调谐光纤Bragg光栅的全光纤型多路分/插复用器

提出了一种新型的用作多信道切换的光分／插复用器,它由多个可调谐光纤Ｂｒａｇｇ光栅、一对光纤环行器、ＷＤＭ复用器和解复用器构成。讨论了该分／插复用器的结构、性能和特点。利用磁极间磁场力使光纤光栅产生显著的波称偏移。用可编程磁极来调控光栅的波长偏移。其信道波长调谐速度快,装置无需外加能源即可保护信道波长的偏移。     

多波长啁啾光纤光栅叠栅的数值分析和设计

为了研究多波长啁啾光纤光栅叠栅的反射和时延特性,提出多波长啁啾光纤光栅叠栅的耦合模理论方法,得到波长间隔Δλ=1.6nm的4波长和8波长的啁啾叠栅的反射谱和时延特性的数值分析结果,并设计了波长间隔Δλ=0.4nm的8波长的啁啾叠栅,数值分析结果与实验结果非常一致.结果表明,多波长啁啾光纤光栅叠栅的耦合模理论是可靠的,可用来分析其各种特性,此方法对多波长啁啾叠栅的设计和制作具有重要的参考价值.     

Fiber Bragg grating interrogation and multiplexing with a 3×3coupler and a scanning filter

We present a new technique for fiber Bragg grating (FBG) sensor interrogation and multiplexing. The technique combines a scanning bandpass filter used to multiplex by wavelength multiple gratings in a single fiber, and an unbalanced Mach-Zehnder fiber interferometer made with a 3×3 coupler to detect strain-induced wavelength shifts. A demonstration system interrogates four gratings in a single fiber at a sampling rate up to 20 kHz, with a noise floor measured at less than 10 nϵ/√(Hz) above 0.1 Hz     

基于WDM和TDM的串联FBG高速列车定位系统

介绍了一种基于波分复用（WDM）和时分复用（TDM）串联光纤Bragg光栅（FBG）的高速列车定位系统。用快速的光功率监测替代FBG的波长监测,定位时延较小（0．2s）;波长漂移转化为光功率的一对负正脉冲波动,提高了定位自动识别的准确性;同时WDM与TDM相结合的系统结构设计,扩大了列车定位系统监测的总长度。