利用禁忌搜索算法提高FBG传感系统复用能力的研究

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)波分复用(WDM)传感系统的复用能力,禁忌搜索(TS)算法被引入到快速识别Bragg波长中.在构造光谱过程中考虑串扰效应,达到识别在同一信道下工作的2只高反射率串联光栅信息的目的,使系统的复用能力提高了2倍.'TS算法利用光谱的峰值作为搜索初值,有效提升了计算效率,与地毯式搜索(CS...     

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(0.2 s);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.     

基于人工蜂群优化算法的光谱形复用技术

光纤布喇光栅(FBG)在构成大型传感网络时,由于光源带宽有限会出现光谱重叠的问题。提出了一种人工蜂群(ABC)算法及改进ABC(IABC)算法的解调技术,结合谱形复用技术与IABC算法对光谱重叠中的各个光栅的波长进行识别,并对多个FBG传感系统进行实验仿真与分析。实验结果表明:IABC算法在多FBG传感复用系统中的解调误差不超过3.6 pm,解调时间不超过7 s,温度测量精度达0.5℃,解决了多个FBG传感网络部分重叠和完全重叠问题。     

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。     

基于FPGA的时延辅助定位FBG传感系统的研究与设计

由于受光源谱宽和光纤Bragg光栅传感波长移动范 围的限制,FBG传感系统中可复用的FBG数量 受到很大限制。为了解决这种限制问题,提出通过传感信号的时间延迟对传感FBG进行定位 的方法。 设计出基于FPGA的时延辅助定位FBG传感系统,用Fabry-Peror(F-P)腔和时延定位结合的 方式对传感信息进 行解调,用FPGA进行数据处理。搭建了实验系统,进行了简单的实验。实验结果表明, 本文系统增加可复用FBG数量的方法实用性强,精度高。     

波分复用加光栅光谱形状复用的FBG传感解调技术

针对光纤布拉格光栅(FBG)传感网络中可复用光栅的数量问题,提出波分复用(WDM)和光栅光谱形状复用结合的方法。通过MATLAB仿真和具体实验表明,WDM和光谱形状复用结合使用,在光谱宽度、测量范围和光栅谱宽一定的条件下,能使可复用的光栅数量比只用WDM时增加1倍,相比于其他多种复用技术结合的传感网络,解调系统更为简单。     

WDM光网络中的业务疏导

目前WDM光网络普通用户大量的一般业务请求数目及波长通道带宽的不断增加极大的增加了网络中电层和光层设备的处理负担,增加了网络成本。对低速电信号复用到高速光通道进行优化,减少网络电层设备的使用,降低网络成本的业务疏导(TrafficGrooming)技术成为目前光网络研究的一个热点。本文主要介绍了WDM光网络中的业务疏导问题的基本概念、技术特点、国内外研究现状进行了总结。     

集成LiNbO3声光可调谐滤波器及其在WDM光网络中的应用

针对基于LiNbO3的集成声光可调谐滤波器(IAOTF)具有调谐范围宽、滤波带宽窄、调谐速度快、驱动功率低以及同时可实现多波长选择等优点,它在波分复用(WDM)光网络光插分复用(OADM)系统中具有广泛的应用前景.介绍了IAOTF的基本原理及特性,国内外发展状况和研究重点以及它在WDM光网络中OADM应用.     

串联FBG双波长光纤环形激光器及其有源传感

在得到串联光纤Bragg光栅(FBG)光纤环形激光器双波长输出的基础上,通过提取单个波长并加入了反馈,实现了光纤环形激光器的波分复用(WDM)及有源传感。理论分析了双波长光纤激光器的工作原理及通道间的增益竞争机制,并推导得出了带有光反馈的输出信号。实验结果显示,本文系统可用于实时测量多路振动靶的运动情况;通过研究不同条件下的系统输出,可以得出系统的输出信号与自混合干涉有着相同的灵敏度,可根据条纹的倾斜情况辨识待测物体的运动方向,同时可依据输出信号得到反馈靶面的运动情况。     

应变调谐的光纤Bragg光栅的滤波研究

Bragg光纤Bragg光栅（FBG）被粘贴于可通过加载荷载方式产生应变的TJ-J型等强度悬臂梁的表面，用光谱仪获得了FBG随应变变化的反射谱。结果表明，其对荷载产生的波长偏移是0.155nm/kg（拉应变）和-0.156nm/kg（压应变）。实验中最大标准误差为0.03nm，能满足目前波分复用（WDM）技术所需的信道精度。     

基于可调谐激光器的复用传感系统的研究

为了克服复用传感系统中光源带宽及功率的制约,有效地扩大多点检测的范围,采用波分和时分复用传感技术,设计了可调谐光纤激光器作为传感系统的光源.基于耦合模方程的理论,对匹配光栅调谐光纤激光器波长扫描寻址解调方法进行了理论分析和实验研究.实验中采用可调谐光纤激光器对由4个光栅组成的两个光栅串成功地进行了波分和时分复用传感,实验获得的应变分辨率为2.9με/step.该传感系统具有经济实用性、信噪比高、可复用数目大等特点,对于多点检测的传感网络具有较大的实用价值.     

FBG光纤传感器的同步探测技术

光纤光栅传感解调系统的波长校准技术是人们关注的焦点,通常是将固定波长的FBG固定在恒温箱中,以此作为光纤光栅传感解调系统的参考元件．此方法占用了宽带光源的某个波长范围,从而制约了解调系统的波长扫描范围．构建的光纤光栅传感解调系统,将FP滤波器的驱动锯齿信号转变为方波信号,以此作为同步处理所需参考信号,省去了这个固定波长的FBG传感器,充分地利用了宽带光源的波长范围,并使得解调技术简单,同时提高了外接FBG传感器的数量．     

全同FBG振动传感器在周界安防系统中的应用

为了解决在周界安防系统中基于FBG振动传感器波分复用方式下传感单元数量受光源带宽和解调限制的问题,同时也为了延长周界安防距离、降低系统成本、提高系统效率,提出了"全同光纤布喇格光栅(FBG)振动传感器"的概念,论述了全同FBG振动传感器在周界安防系统中应用的可行性,设计了实验方案,搭建了试验装置并给出了实验结果。实验证明,两个波长基本相同的全同FBG振动传感器接入后的波长灵敏度会有不同程度的损失,实验中6种组合12种连接方式波长灵敏度大于20pm的有10种,实践证明,经过筛选可以达到实际应用的要求,全同FBG振动传感器在周界系统的应用不但可以提高系统的容量,而且使FBG周界系统的成本大大降低,更具市场竞争力。     

Review of fiber Bragg grating sensor technology

The current status of the fiber Bragg grating (FBG) sensor technology was reviewed. Owing to their salient advantages, including immunity to electromagnetic interference, lightweight, compact size, high sensitivity,large operation bandwidth, and ideal multiplexing capability, FBG sensors have attracted considerable interest in the past three decades. Among these sensing physical quantities, temperature and strain are the most widely investigated ones. In this paper, the sensing principle of FBG sensors was briefly introduced first. Then, we reviewed the status of research and applications of FBG sensors. As very important for industrial applications,multiplexing and networking of FBG sensors had been introduced briefly. Moreover, as a key technology, the wavelength interrogation methods were also reviewed carefully. Finally, we analyzed the problems encountered in engineering applications and gave a general review on the development of interrogation methods of FBG sensor.     

基于光频域反射的总线型拓扑结构FBG传感网络

为了提高光纤光栅(FBG)传感系统的传感容量以及传感器的实际工程生存能力和后期可维护性,提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的总线型拓扑结构的FBG传感系统。利用OFDR技术,采用相同波长的FBG传感器,克服了光源带宽对系统传感容量的限制,极大提高了系统的传感器复用能力和空间分辨率。与传统的采用弱反射率FBG串联组网相比,本文系统采用强反射率FBG和光分路器实现总线型拓扑结构,在提高传感器的生存能力的同时,克服了串接式FBG传感网络中存在的多重反射和光谱阴影对测量精度的影响。温度实验表明,系统的波长重复性为±4pm。     

FBG传感网络技术研究

系统分析和总结了现有 FBG传感技术的复用结构和系统性能 ,并依据复用方式的频域、时域和空间特性 ,从网络拓扑结构的角度 ,提出把 FBG传感网络划分为波分复用网络、时分复用网络、空分复用网络、频分复用网络和混合复用网络 ,在此基础上比较了各种复用方式的优缺点 ,并针对网络实用化开发提出了自己的观点 ,从而为 FBO传感网络拓扑结构及性能的研究提供了参考。     

波分复用光纤光栅传感网络中的信号分析

在仔细分析了构成光纤光栅（FBG）传感网络光路各部分的光信号特征的基础上,建立了FBG传感网络的数学模型,同时分析了可能导致传感信号测量误差的因素,提出了一种波长偏移矫正的方案,这种波长偏移矫正方案应用于采用波分复用技术的传感系统和光．源中心波长与FBG中心波长不匹配的传感网络,减小了波分复用网络的测量误差,有效地提高了测量精度。     

宽带FBG与自相关算法提高CCD解调精度的研究

为提高光纤光栅解调算法的精度,设计了3 dB带宽在1~3 nm之间的宽带布拉格光栅与自相关算法解调系统,使用线阵CCD检测光谱,进行波长寻峰分析与实验验证。线阵CCD离散像素点之间波长间距固定,宽带布拉格光栅可得到更多有效像素数据点;自相关算法只考虑传感测量时光谱的偏移程度,可抵消背景噪声,消除光栅刻写或封装过程中操作不当引起光谱异常的影响,从而提高光栅中心波长解调精度。温度测量结果表明,使用自相关算法解调啁啾光栅与宽带光栅,误差较高斯算法分别减少54.05%和40.87%,此算法可以使啁啾光栅达到正常光栅的解调精度。并且,使用宽带光栅的解调误差仅为啁啾光栅的50%。