啁啾光纤光栅色散的几种测量方法

简要分析啁啾光纤光栅的原理和色散特性,着重介绍了啁啾光纤光栅色散的几种测量方法,对它们采用的光源等设备、测量速度和精度方面作了比较.     

啁啾光纤光栅色散的几种测量方法

简要分析啁啾光纤光栅的原理和色散特性,着重介绍了啁啾光纤光栅色散的几种测量方法,对它们采用的光源等设备、测量速度和精度方面作了比较.     

新型分布式布喇格光纤光栅传感系统的研究

提出了一种新型分布式布喇格光纤光栅(FBG)传感系统.为了满足一个大型工程同时监测上百个不同位置的要求,将这一百个点分成若干组,每组构成一个小区域,每个小区域由四个波长相同的光栅组成,这样就满足了在一条光纤上刻一百个光栅的要求.当某点温度发生变化时,该区域的最高温度可测得;若此最高温度超过警戒温度,则系统发出报警信号,进而对这个小区域进行整体降温处理.在理论分析的基础上,对多组不同波长的光纤光栅进行了温控对比实验,在10～110℃的温度范围内,FBG的中心波长随温度变化呈良好的线性,线性度达到99.6%以上.实验表明该系统具有精度高、适用于分布式多点测量的特点.     

多通道光纤光栅压力传感解调系统的设计

针对现有压力监测系统精度较低且成本较高的问题,提出一种基于膜片和悬臂梁技术以及密集波分复用器(DWDM)的多通道光纤光栅压力传感解调系统。考虑到采用多个光电探测器会使系统结构复杂,所以采用光开关来简化。通过光开关分时扫描DWDM的各通道输出光功率,再配合软件进行数据处理,即可获得光纤光栅反射窄带光谱的中心波长与被测压力。实验表明该系统结构简单、成本低、精度较高,在压力范围为0～6MPa时,波长解调分辨率可达0. 3pm,压力测量精度可达0. 15MPa。     

基于倾斜光纤光栅的传感解调技术

该文设计了一种基于倾斜光纤光栅（tilted fiber Bragg grating,TFBG）的不受温度影响的光纤布拉格光栅（fiber Brag ggrating,FBG）应变解调系统．将倾斜光纤光栅用作边沿痣波器,当周围环境温度变化时,利用倾斜光纤光栅纤芯模与包层模的温度特性与普通光纤布拉格光栅相同这一特点,无需另加温度补偿,就可以实现FBG应变传感的动态解调,消除温度噪声对应变信号的影响．由实验可知,当温度在25℃到39℃范围变化时,解调系统的性能基本不发生改变,解调范围达到6nm．     

光纤光栅传感系统维护及原理研究

光纤光栅传感系统使用光纤作为测量元件和信号传输介质,为提高光纤对温度、应力的敏感程度及准确定位能力。文章对光纤光栅传感系统的基础知识、系统维护、制作原理及使用注意事项进行了简要的论述。     

啁啾光子晶体光纤光栅反射谱和时延特性研究

用有限元法和传输矩阵法,对基于包层空气孔为柚子型结构的光子晶体光纤啁啾光栅的反射谱进行了理论分析。通过对均匀光栅仿真结果与实验结果的对比,可知此方法是可行的。研究表明光子晶体光纤的啁啾光栅有多个明显的反射峰,并且分析了啁啾系数、折变量对各谐振峰带宽和反射率等的影响。计算结果显示,随着啁啾系数和折变量的增大,光栅反射谱呈规律变化,当啁啾系数增大到一定程度时几个反射峰会连到一起,形成一个大的反射带宽。同时对光栅基模反射谱对应的时延特性进行了研究,可知其同样具有比较平滑的时延曲线,可以用于色散补偿。     

基于长信号谱自相关的光纤光栅传感解调方法

针对光纤光栅传感领域波长高精度探测和传感复用光栅数量增多的需要,提出一种基于长信号相关谱的新型光纤光栅数字解调技术.该技术在可调谐滤波法的基础上,通过传感光栅与调制光栅反射谱卷积后的信号,即光电探测器的光强时间信号,进行自相关分析以实现对波长漂移的测量以及对传感光栅反射谱形状的识别,增强系统的复用能力,提高了性价比.模拟仿真表明,光纤光栅长信号相关数字解调方法可以准确测量光纤光栅波长的漂移,能更好实现传感复用.等强度悬臂梁实验验证该解调方法能实现光栅应变的高精度测量,优于传统的应变片测试.     

啁啾莫尔光纤光栅的多层薄膜分析新方法

将啁啾莫尔光纤光栅看成一多层薄膜体系,每层薄膜用界面传输矩阵和膜层传输矩阵表示,将每层的传输矩阵相乘后得到光栅的传输谱。数值计算结果表明,啁啾莫尔光纤光栅的传输谱的通道数取决于啁啾莫尔光纤光栅的长度、两线性啁啾光栅的中心波长的差值;通道间隔和带宽取决于光栅的啁啾系数和折射率调制幅度。该模型的精度满足设计要求。     

基于可调光纤F—P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案，系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调，该传感系统扫描带宽50nm，单点工作带宽5nm，对一般应用系统每根单纤可设20-30个点，系统最高扫描频率200Hz，分辨率5pm(约5με或0．5℃)。     

光纤光栅--一种新的传感元件及其应用

光纤光栅的结构如图1所示：光纤材料折射率的周期变化形成了光栅结构，这一结构是通过紫外激光照射、相位掩膜等方法在光纤芯内直接写入的。     

光纤光栅传感器动态解调方式的误差分析

主要介绍了扫描PZT器件法等四种典型动态解调方法的适用性,分析了其误差主要来源,并推导了其计算公式;分析了光强波动对几种解调方法解调精度的影响,评价了其影响程度,并得出了根据被测对象频率来选择解调方式的结论.     

光纤光栅传感技术及其在石油工业中的应用

阐述了光纤光栅温度和应变传感的响应机理．对光纤光栅多参量区分测量技术和光纤光栅传感网络复用与解调技术进行了综合评述．结合光纤光栅传感技术的本质突出优势和石油工业特点,讨论了其在油气生产中温度和压力测量、测井技术、地震波检测、长距离石油管道监测等方面的应用．     

光纤布拉格光栅传感特性及实验研究

本文分析了光纤布拉格光栅传感温度和应变的基本原理及其灵敏度,构建了光纤布拉格光栅传感特性实验系统,介绍了光路系统的组成结构、原理及其相关器件特性,完成了温度和应变量的测量实验。实验结果表明,采用光纤布拉格光栅能够实现应变和温度的测量,从而证明了光纤布拉格光栅传感技术理论分析的正确性和实验系统设计的合理性。     

光纤布拉格光栅温度传感特性与实验研究

从光纤布拉格光栅温度传感模型出发,对光纤布拉格光栅温度传感的理论进行了分析,并通过实验对裸光栅的温度特性进行了研究,推导出了光纤布拉格光栅温度传感的一阶有效线性灵敏度系数的解析式.实验结果表明,光纤光栅在所测温度范围内具有良好的线性特性,与理论结果基本一致.表明光纤光栅温度传感的理论模型具有良好的实验基础.     

光纤布拉格光栅温度传感特性与实验研究

从光纤布拉格光栅温度传感模型出发,对光纤布拉格光栅温度传感的理论进行了分析,并通过实验对裸光栅的温度特性进行了研究,推导出了光纤布拉格光栅温度传感的一阶有效线性灵敏度系数的解析式。实验结果表明,光纤光栅在所测温度范围内具有良好的线性特性,与理论结果基本一致。表明光纤光栅温度传感的理论模型具有良好的实验基础。     

倾斜光纤光栅温度及溶液浓度传感特性研究

本文通过模拟仿真、理论分析和实验对倾斜光纤光栅（TFBG）的温度及溶液浓度传感特性进行了研究。实验结果表明TFBG的纤芯模和包层模具有相同的温度灵敏度，约为10pm/℃，且线性度良好；在溶液浓度实验中通过求取TFBG纤芯模与包层模的差分波长来消除温度对浓度测量的干扰，解决了TFBG包层模对温度和浓度交叉敏感的难题。溶液...     

利用WDM光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术

根据 WDM 光纤耦合器波长解调方案的工作原理、偏振特性以及影响系统波长分辨力的因素,提出一种改进的利用 WDM 光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术。该技术在原技术的基础上,采用偏振控制器控制入射光偏振状态,提高了解调的精度和稳定性。对 WDM 光纤耦合器的多次波长扫描结果表明,采用偏振控制器后,其波长误差可减小到 5pm 左右。实验采用 1540/1560nm的 WDM 光纤耦合器对单点光纤光栅应变传感器进行静态解调,结果表明:按此技术开发的解调系统具有 0.01nm 波长分辨力和 10nm 的波长线性解调范围。     

飞秒光纤光栅高温测量方法研究

为了实现高温环境下温度的准确测量,利用飞秒激光制备的光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Gratings,FBG）杰出的热稳定性,提出一种基于飞秒光纤光栅的高温测量方法。利用光纤热光系数、热膨胀系数与温度之间的依赖关系,建立了FBG中心波长-温度模型;由于该模型不存在解析解,利用单点中心波长-温度特解和四次多项式拟合温度-中心波长工作曲线。基于该工作曲线和预退火（1 000℃,20 h）FBG在常温至900℃范围内进行温度测量实验,结果表明最大测量偏差不超过±2℃。本方法仅需标定单点中心波长-温度即可实现宽温度范围内的温度准确测量,简洁有效,在航空航天、核电冶金等领域中具有重要的研究和应用价值。