基于干涉法的光纤光栅波长移位解调方案

光纤光栅波长位移的解调是实现传感系统的关键技术。分类阐述了基于干涉法的光纤光栅波长移传的解词方案,分析了各个方案的解调机理和特点。     

基于F-P腔的光纤光栅传感器波长移位量的检测

对构成法布里-珀罗腔(F-P腔)的光纤布喇格光栅的传输特性进行了分析,推导了F-P腔的光强透射率和反射率的解析表达式。将F-P腔内一个光纤布拉格光栅的背面贴一压电陶瓷,通过给压电陶瓷施加扫描电压使透过F-P腔的光的波长发生改变。光纤光栅受应力、应变及温度的影响时,其反射波长要发生相应变化,当探测器探测到最大光强时,根据给压电陶瓷施加的电压变化量就可确定布喇格光栅反射波长的移位量,测量精度可达到0.01 nm。     

基于光纤光栅级联调谐技术的波长检测系统

报道了一种检测光纤光栅传感器波长的新方案。实验系统采用新型的级联结构对电热调谐的光纤光栅滤波器进行复用,扫描分析传感信号光的峰值波长,同时用参考波长校准方法消除了电热调谐中的蠕动误差。结果表明,系统的检测范围可达23nm,波长分辨率为3.1pm,应变测量分辨率为2.56με。     

窄带激光器调谐的光纤光栅波长移位解调

提出了一种窄带激光器程控调谐扫描的波长检测方案,运用LabVIEW虚拟仪器工作平台实现了窄带激光器的程控调谐扫描及波长检测信号处理.在温度传感应用的实验表明,该系统的温度-波长检测灵敏度为0.01nm/℃,测得光栅温度灵敏度系数为6.3×10-6/℃,系统的温度检测分辨率高于0.2℃,对应的波长分辨率优于2pm.     

一种新的光纤布拉格光栅波长移位检测技术

提出了一种利用全光纤非平衡Mach Zehnder干涉仪作为边缘滤波器进行光纤布拉格光栅 (FBG)波长移位检测的方案。这种边沿滤波器具有梳状的滤波特性 ,且其两输出臂滤波特性互补。利用其一对滤波边沿 ,可以将被测光栅的波长信息转化为功率信息进行检测。在制作时 ,通过适当改变干涉臂长差可方便地调整测量范围和检测分辨率 ,具有较大的灵活性。以两种不同的比较运算的方法消除系统功率起伏对测量结果的影响 ,都得到了较好的结果。采用该检测方案进行了光纤布拉格光栅温度传感实验 ,得到了± 10 pm的波长测量精度。     

光纤光栅激光器

概述了光纤光栅激光器的特点及其作为光通信系统中的光源所具有的优点。综述了单波长、多波长光纤光栅激光器的发展情况,并阐述了光纤光栅激光器的应用前景。     

LabVIEW应用于DWDM系统中的光纤光栅设计

分析了用于DWDM系统中的光纤光栅的设计原理，采用LabVIEW6.0确定光栅参数，给出了具体的软件算法流程及其实现的方法，给出采用二次曝光技术抑制旁瓣消除邻信道串扰的方法，所设计和刻制的光栅安全满足DWDM系统的要求。     

用于分析双波长光纤光栅的矩阵运算法

本文提出了可分析双波长光纤光栅的短阵运算法,将光纤光栅分成许多薄层,每一薄层中的折射率近似为恒定的,薄层用传输矩阵表示,所有的矩阵相乘,可得到整光栅的传输特性,数值模拟结果表明,这种方法适用于双波工光纤光栅的分析。     

光纤光栅传感应用中的波长编码信号解调技术

波长编码信号解调是实现光纤光栅多参量、多点分布式传感网络的核心技术之一。总结了光纤光栅传感信号解调的一般原理和技术难点，分类评述了常用解调方法的工作机理、特点和性能。同时，提出了一种新的闭环反向锁定解调方法，它既具有高波长分辨率(优于2pm)的优点，又有效降低了系统成本。     

一种光纤Bragg光栅波长位移的计算方法

提出了一种计算光纤Bragg光栅(FBG)温度和应变传感系统波长位移的方法.该方法选取特征点来计算FBG波长位移量,与通常采用的基于FBG光功率峰值检测法相比,能够有效地提高系统的传感精度和抗扰动性能.实验表明,采用该方法,当扫描步长在5～85 pm时,测量到外界扰动对应的应变的标准差小于3με.因此,这种方法放宽了扫描步长要求,降低了实验成本.     

基于电磁铁的光纤Bragg光栅电流检测系统

提出了一种基于电磁铁技术的光纤Bragg光栅(FBG)电流检测系统。首先利用Rogowski线圈对工频大电流采样,利用AD736对采样信号进行a.c./DC转换和处理。然后借助电磁铁技术,利用衔铁在电流产生的磁场力作用下间接带动FBG,实现Bragg波长漂移值,从而对电流进行传感探测。系统传感灵敏度可达到7.39×10-3nm/A。     

基于自外差探测的多光纤光栅远程传感系统

提出并实验证明了一种基于自外差探测和波长扫描技术的光纤布拉格光栅远距离传感系统。该系统将远程光纤光栅阵列的反射信号光与本地参考光进行差频探测,并通过声光调制器对探测光的频移及脉冲进行调制,有效地提高了系统的探测灵敏度和传感距离。在没有放大的情况下,在171km的探测距离处,光纤光栅传感器的反射布拉格波长信号的信噪比达到33dB。该系统可以准确地绘制出远端光纤光栅阵列的反射谱,实验结果显示两个光纤光栅的布拉格波长与温度均成良好的线性关系,且传感灵敏度为11pm/℃。     

用光纤F—P滤波器解调的光纤光栅传感器的研究

报道了用光纤F—P滤波器解调检测光纤Bragg光栅(FBG)Bragg波长移动量，实验了一个可对静态及时变物理量进行检测的FBG传感器系统。该系统对静态物理量的测量结果的相关系数为0．996，对时变物理量的测量分辨率为10．9μ strain。     

基于双光纤布拉格光栅的抽运激光器波长锁定器

运用耦合模理论推导了双光纤布拉格光栅(FBG)的透射率和反射率的解析表达式,进一步推导出带双光纤布拉格光栅激光器的增益方程。利用相关表达式讨论双光纤布拉格光栅的反射特性与透射特性,并探究对激光器增益曲线的影响。双光纤布拉格光栅由结构和特性相同的单光纤布拉格光栅构成,通过优化两光纤布拉格光栅之间的距离得到最佳的锁模特性。在工作温度为0℃,20℃,70℃时,分别测量了带双光纤布拉格光栅和单光纤布拉格光栅波长锁定器的非致冷抽运激光器的输出光谱。其结果表明带双光纤布拉格光栅的非致冷抽运激光器输出光谱的稳定性得到了显著改善。在0~70℃温度范围内能稳定工作,波长漂移为0.2 nm,边模抑制比达45 dB,半峰值宽度小于1.57 nm。     

具有多个波长通道的光纤光栅相位编/解码器

光码分多址(OCDMA)技术是实现未来宽带全光接入网的最佳技术之一.提出了一种基于超结构光纤光栅(SSFBG)的光码分多址时域相位编/解码器.编/解码器根据等效相移原理,采用Sinc函数作为采样函数,仅仅利用一块均匀的相位掩模板即实现了多个性能一致的编/解码信道,可以并行对不同波长通道的用户同时进行编/解码,既节省了成本又提高了系统容量.对该编/解码器的结构和性能进行了分析,并进行了计算机仿真.结果表明,对于使用127位Gold序列的编/解码器,各通道自相关峰瓣比(P/W)大于16.3 dB,峰瓣比波动小于0.4 dB,归一化自相关峰值波动小于0.04,各个编码通道取得了与纯相移编/解码器相近的性能,可用于光码分多址/波分复用(WDM)混合系统.     

LabVIEW在光纤Bragg光栅解调系统中的应用

目前多数光纤Bragg光栅解调设备只是测出绝对波长，解调设备附带的解调软件也只是实时显示波长，这大大限制了解调设备的应用。sm125是美国MOI公司生产的光栅传感解调模块，现对基于模块sm125和TCP／IP协议的数据采集处理系统使用LabVIEW语言进行二次开发，形成了界面友好的光栅传感解调软件系统，可实现被测物理量的实时显示、监控和数据库存储等功能，从而使模块sm125的解调系统更加实用化。不但使用户使用起来更直观，而且存储的数据有利于以后的数据分析和诊断。